DFT aneb jak zajistit testovatelnost navržené desky v programu PADS

Pro osazování desek plošných spojů v hromadné výrobě je důležité testování osazených desek. Tento výrobní krok lze provádět různými způsoby. Někdo se spokojí s funkčním testem, který ovšem není tak rozsáhlý, aby podchytil všechny možné nedostatky vzniklé při osazování. Podstatně podrobnější je test správnosti všech osazených součástek. K tomuto testu je třeba na každém spoji alespoň jeden testovací bod pro kontaktování testovací jehličky.

Testování se provádí na testovacích automatech různých konstrukcí s pevnými nebo pohyblivými testovacími jehličkami. Na testovací plošky je třeba myslet už při návrhu plošného spoje. V minulosti, kdy se používaly součástky s vývody procházející deskou, stačilo dodržet určité pravidlo rozmístění součástek v rastru a test se pak prováděl na vývodech součástek. Dnešní technologie součástek stále více využívají technologií SMT, u kterých se na vývodech součástek nedá testovat, protože by je testovací jehličky poškodily. Také velikost součástek se zmenšuje, a tak nezbývá jiné řešení neždo návrhu desky přidat testovací plošky. Umístění těchto plošek je dáno použitým testerem. Proto je důležité, aby návrhář desek úzce spolupracoval s testovacím oddělením ve výrobě a zohlednil jeho požadavky.

Modul DFT Audit (Design forTesting) v návrhovém programu PADS je účinnou podporou pro návrháře desek plošných spojů. Tento modul automaticky vloží do návrhu testovací plošky (TP – test point) a zajišťuje jejich umístění podle nastavených pravidel. Tím ve značné míře odstraníme chyby při ručním vkládání testovacích plošek.

Nahlédněme do okna pro nastavení parametrů, kde je možné nastavit, kdy a v jaké fázi návrhu se mají TP přidat. Toto je důležité pro spoje se zvláštními požadavky na šíření signálu. Je třeba si uvědomit, že každá TP také způsobuje impedanční problém na daném spoji, čímž vznikne další odraz v šíření signálu. Pod záložkou „Options“(obr. 1) lze vybrat, jaké TP použijeme a v jakém rastru budou umístěny, jejich minimální velikost a další parametry. Z předem zadané tabulky je možné vybrat testovací jehličku, čímž jsou k ní přiřazeny další technologické parametry. Zde lze také povolit použití průchozích otvorů (via) jako TP, čímž se sníží počet plošek, které je potřeba vložit.

Obr. 1 Výběr TP a nastavení základních parametrů

Pod záložkou „Properties“ (obr. 2) nastavíme vzdálenosti testovacích plošek mezi sebou, od okraje desky, od součástek, od spojů a plošek. Lze zde rovněž nastavit povolenou vzdálenost TP od vývodu součástky, když TP neleží mezi dvěma vývody. Tady však pozor na rychlé signály a jejich odrazy. Takto umístěná TP je nepřizpůsobeným zakončením spoje se 100% odrazem signálu.

Obr. 2 Nastavení dalších parametrů

V záložce „Assignment“ (obr. 3) vybereme typ průchozího otvoru pro testovánía zadáme, zda chceme testovat na vývodu součástky, nebo ne.

Obr. 3 Možnost přiřadit/odstranit TP na vývodu součástky

Po spuštění modulu DFT Audit v programu PADS dojde k vložení testovacích plošek do návrhu (obr. 4), přičemž autorouter může (podle nastavení) změnit již položené spoje tak, aby bylo možné TP přidat. Současně je vygenerováno hlášení o jejich přidání a o celkovém provedení příkazu „DFT Audit“ (obr. 5), kde je podrobný výpis jednotlivých testovacích plošek včetně jejich souřadnic.

„DFT Audit“ je samostatným modulem návrhového systému PADS. K dispozici je i v síťové verzi, což ocení zejména na pracovištích, kde mají více instalací programu PADS.