성공적인 인-서킷 테스트를 위한 PCB 설계의 결정적 역할

2017년 1월 31일 경쟁 테스트 기술의 발전에도 불구하고 인-서킷 테스트(ICT)는 PCB 어셈블리 테스트의 효과적인 방법 중 하나로 남아 있습니다. ICT의 지속적인 매력은 테스트 속도(보통 몇 초)에서 나옵니다. 또한 테스트가 정밀하고 부품 수준의 오류 감지가 진단 과정을 가속화하여 숙련도 의존도를 낮춥니다. 이 글에서는 PCB 설계에서 인-서킷 테스트의 중요성을 논의합니다.

인-서킷 테스트란?

ICT는 제조 결함 분석(MDA)을 수행하는 전문 자동 테스트 장비(ATE)가 필요합니다. PCB의 각 부품을 개별적으로 테스트합니다. 또한 기본 공급 전압 측정, 다이오드 및 트랜지스터 방향, 수동 부품 측정(저항, 커패시터)을 검증합니다. 개방 및 단락 회로의 결함을 찾습니다.

왜 PCB 설계가 중요한가?

ICT를 수행하려면 베드-오브-네일 테스트 픽스처와 전용 테스트 프로그램에 투자해야 하며, 이들이 함께 12,000달러 이상의 비용이 듭니다. 이 높은 비반복 엔지니어링 비용(NRE) 때문에 이 방법은 대량 생산과 안정적인 설계에 적합합니다.

PCB 레이아웃을 어떻게 설계해야 하는가?

테스트 전략을 최대한 활용하려면 PCB 어셈블리 레이아웃 설계 시 다음 사항을 고려해야 합니다:

1. 테스트 패드 접근성: "노 커넥트"(연결되지 않은 IC 핀)가 있는 전기 네트워크에는 PCB에 설계된 테스트 패드가 있어야 합니다. 기존 "스루홀" 기술의 경우 어셈블리 납땜 면의 부품 리드를 프로빙해도 괜찮습니다. 이상적으로 패드 직경은 0.05인치이고 패드는 서로 및 다른 부품에서 최소 0.1인치 떨어져 있어야 합니다. 이는 견고한 테스트 핀 사용을 허용합니다. 또한 패드는 PCB 가장자리에서 최소 0.125인치 떨어져 있어야 합니다.
2. 설계 안정성: 픽스처 비용이 상당히 비싸기 때문에 픽스처에 커밋하기 전에 설계가 안정적인지 확인하는 것이 매우 중요합니다.
3. 하단면 프로빙: 테스트 패드는 이상적으로 PCB의 납땜 면에 있어야 합니다. 양면 프로빙도 가능합니다. 배선과 추가 전송 프로브로 인해 상단면 프로빙이 필요하면 픽스처 비용이 비싸집니다.
4. 납땜 면: 피할 수 없는 경우가 아니면 납땜 면에 부품이 없어야 합니다.
5. 툴링 홀: 메인 PCB에 툴링 홀을 항상 추가하세요. 이 홀은 툴링 핀이 픽스처에서 PCB를 위치시키는 데 사용됩니다. 직경 3~4mm, 도금 없음. 대각선 반대 모서리에 위치시키고 주변 5mm 정도의 여유 공간을 두어 픽스처 툴링 핀이 트랙이나 부품에 쇼트되지 않게 해야 합니다.
6. 인-서킷 테스트: 인-서킷 테스트 시스템은 테스트 주기 동안 장치를 프로그래밍하는 기능을 종종 가집니다. 이는 편리할 뿐만 아니라 전체 사이클 시간을 크게 단축하는 데 도움이 됩니다. 이 장치들이 배치 전에 미리 프로그래밍 가능한지 확인해야 합니다. 또한 전원 인가 후 테스터가 이 장치들을 리셋 상태로 유지할 수 있는지도 확인해야 합니다.
7. 풀업(또는 풀다운) 저항: 모든 장치 신호 핀에 풀업 또는 풀다운 저항을 사용하여 전원 레일에 직접 연결하는 대신 사용하세요. 이는 테스트 기계가 신호를 제어할 수 있게 합니다. 이는 주로 디지털 장치를 리셋 또는 하이 임피던스 상태로 유지하는 핀에 중요합니다. 이는 제품 기능에 필수적이진 않지만, 회로에서 개별 부품을 분리하려 할 때 테스트에 매우 유용합니다.
8. 여유 공간 확보: 픽스처 상단이 PCB를 아래로 누를 수 있어야 합니다. 이를 위해 부품 사이에 푸셔 로드용으로 최소 2mm 직경의 공간을 PCB에 두어야 합니다. 부품은 PCB 영역 주변에 고르게 배치되어야 합니다.
9. 배터리: 가급적 테스트 후에 배터리를 장착하는 것이 좋습니다. 그러나 이미 장착되어 있다면 ICT 중 분리할 수 있는 탈착식 링크를 설계에 포함하세요.

인-서킷 테스트를 위한 PCB 설계에는 노력이 필요합니다. 그러나 미래 비용을 절약하기 위해 위에 설명된 사항을 고려하는 것은 매우 필수적입니다. 위에서 설명한 이유들이 PCB 설계가 ICT에 필요한 이유를 명확히 합니다.

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