Testpunkte: Vias versus Pads

Ich habe vor ein paar Tagen einen ultra-billigen Heimrouter repariert und festgestellt, dass er Durchkontaktierungen mit der Bezeichnung TP_12V, TP_3V3, TP_GND und ähnliches hatte. Das Problem stellte sich als undichte Elektrolytkondensatoren im Abwärtswandler heraus, und die Durchkontaktierungen halfen beim Debuggen, aber das ist nicht der Hauptpunkt dieser Frage.

Was ich wirklich fragen wollte, ist, ob es einen Grund gibt, Vias nicht als Testpunkte zu verwenden. Alle Testpunkte, die ich bisher gesehen habe, waren freiliegende Kupferpads, die hilfreich waren, aber etwas schwierig zu verwenden waren, da ich die Zielfernrohrsonde an eine flache Oberfläche anschließen musste. Hier hatten die Durchkontaktierungen genau den richtigen Durchmesser, um die Spitze des Standard-Multimeters oder der Zielfernrohrsonde ohne externe Werkzeuge an Ort und Stelle zu halten.

Ich vermute, dass Durchkontaktierungen etwas teurer wären als normale Kupfertestpunkte (aber auch dies wurde bei einer Einheit unter 15 USD festgestellt) und dass sie weniger haltbar wären als einfache Pads.

Ich vermute, dass das Nagelbett, das für Produktionstests verwendet wird, etwas genauer sein muss, damit dies gut funktioniert, aber ich weiß nicht, wie groß das Problem sein würde.

Habe ich irgendeinen Grund versäumt, Kupferpads anstelle von Durchkontaktierungen für Testpunkte zu verwenden?

Ich bevorzuge eigentlich Vias als Testpunkte, und zwar aus den von Ihnen genannten Gründen. Ich denke, es macht die Verwendung eines Multimeters oder einer Zielfernrohrsonde viel einfacher. Was immerhin die Hauptverwendung von Testpunkten ist.

Wo es möglich / praktisch ist, möchte ich meine Durchkontaktierungen so dimensionieren, dass sie groß genug sind, oder kleine Durchkontaktierungen verwenden, damit 30-Gauge-Kabel leicht eingelötet werden können. Dann kann ich eine Zielfernrohrsonde an das Kabel klemmen und meine Hände ganz frei haben, um einen Computer zu bedienen oder andere Testgeräte.

Der Grund, keine Durchkontaktierungen zu verwenden und insbesondere keine Drähte anzuheften, liegt in der zusätzlichen Induktivität und Kapazität, die solche Merkmale der Leiterbahn hinzufügen und daher Ihr Signal verzerren würden. Dies ist von großer Bedeutung, wenn Sie versuchen, Hochgeschwindigkeitssignale zu messen. Hier ist ein guter Artikel zum Rechnen über Induktivität .

$\mu = 4\pi\cdot10^{-7} H/m$
$x$
$s$
$h$
$r$

Denken Sie daran, dass diese Formel einige Annahmen trifft, die der Autor notiert, und daher nur eine Annäherung darstellt:

Diese Formel für L _? Dies ist eine grobe Annäherung, die die Position des zurückkommenden Strompfads überdeckt. Eine Vereinfachung, die ich sehr bedauere und in dem Buch nicht klarer formuliere. Man geht grob davon aus, dass der Rückweg ungefähr koaxial ist und sich in einem Abstand s = 2eh befindet , wobei e die Basis für natürliche Logarithmen ist. Wenn die Induktivität wirklich wichtig ist, ist eine genauere Approximation erforderlich.

Der Artikel Test Pads auf Hochgeschwindigkeitsnetzen zeigt jedoch die Probleme auf, die diese Form der Instrumentierung verursachen kann.

Wenn sich das Signal auf einer äußeren Schicht befindet, ist es nicht möglich, ein 35-mil-Testpad direkt auf eine 5-mil-breite Leiterbahn zu platzieren, ohne einen PCB-Routing-Albtraum zu erzeugen. Differenzsignale sollen eng gekoppelt sein, und der Radius des Testfelds erzeugt zusätzliche Routing-Einschränkungen, bei denen es bereits wahrscheinlich ist, dass sie übermäßig eingeschränkt sind:

Stattdessen empfehlen sie die Verwendung nicht störender Technologien, wenn Sie versuchen, Hochgeschwindigkeitssignale zu messen. Was mich zu der Annahme führt, dass es bei Signalen, die die zusätzliche Induktivität und Kapazität eines Via verarbeiten können, keinen Grund gibt, ein Testpad zu verwenden, da ein Via die Vorteile eines Messgeräts oder einer Sonde bietet.

Es hört sich so an, als wären diese Testpunkte Durchkontaktierungen, nicht unbedingt Durchkontaktierungen. Ja, Sie können ein Durchgangsloch-Pad als Testpunkt verwenden, insbesondere wenn es nicht für automatisierte Tests vorgesehen ist. Für einen Techniker kann ein Durchgangsloch-Pad praktisch sein. Ein Pad erhöht nicht wirklich die Kosten, außer wenn es Platz beansprucht. Es ist einfach, eine Oszilloskop-Sonde darauf zu halten, und Sie können bei Bedarf einen Draht an das Pad anlöten, um das Debuggen zu vertiefen.

Es gibt Pogo-Nadelspitzen für plattierte Löcher, aber alle Testpersonen, die ich kenne, ziehen es vor, sie zu meiden. Es gibt mehr, als schief gehen kann, und sie können sich schneller abnutzen als eine normale 90 ° -Punktspitze, die auf ein ebenes, ebenes Pad trifft, das nur für diesen Zweck eingesetzt wurde.

Beachten Sie, dass automatisiertes Testen und manuelles Debuggen zwei unterschiedlichen Zwecken dienen. Der automatisierte Test dient nur dazu, die Funktionsfähigkeit des Produkts zu überprüfen und manchmal auch Messungen vorzunehmen und Kalibrierungskonstanten festzulegen. An diesem Punkt im Prozess ist es Ihnen egal, warum eine Einheit schlecht ist, nur dass es so ist. Später könnte jemand mitkommen und versuchen, eine Diagnose zu erstellen, um sie möglicherweise zu reparieren, oder zumindest Statistiken darüber zu erstellen, was falsch läuft. Die zweite Aktivität erfordert wahrscheinlich mehr Zugang zu verschiedenen Punkten auf dem Brett, wo Sie die Durchgangstestpunkte hinzufügen, wenn Sie Platz haben.

Wenn Platz vorhanden ist, bringe ich gerne echte Testpunkte (mit denen Sie einen Oszilloskop-Tastkopf befestigen können) auf einer Platine an, um alle gewünschten Signale sowie alle Stromschienen anzuzeigen. Sie können sie entweder in Durchgangsloch- oder SMT-Varianten erhalten . Beide sind um den gleichen Preis (ca. 40 Cent in Einzelmengen). Sie können bei der Produktion von gewünschten leicht weggelassen werden (gekennzeichnet mit DNI / DNP).

Durchkontaktierungen belegen mindestens zwei Ebenen auf der Platine. Testkissen nehmen nur auf einem Platz ein.

Wenn ein TP markiert ist, ist der Außendurchmesser des Testfelds speziell für einen Sondierungstestpunkt größer. Wenn das Kupfer einer Durchkontaktierung freigelegt wird, wird durch Weglassen der Lötmaske die Durchkontaktierung für die Fabrikation freigelegt. prüfung, bett von nägeln zum beispiel wie schon erwähnt, nicht für den einsatz zur reparatur / prüfung gedacht. Und Durchkontaktierungen, die nicht als Testkissen bezeichnet werden, sind normalerweise mit einer Lötmaske bedeckt.

Wenn genügend Platz für eine Via-OD vorhanden ist, um als TP eingestuft zu werden, ist dies typ. die erste wahl. Zweitens wird auch erwähnt, dass Netze nur mit einem Pad (SMT-TP-Pad) abgedeckt werden, wenn die Vias an ihrer endgültigen Position nicht auf den OD des TP-Pads erhöht werden können. Mit Test-Pads (im Gegensatz zu einem TH-Via für ein TP) müssen Sie ein oder mehrere zusätzliche Löcher bohren.

Eine vollständige Testpunktabdeckung ist nicht immer das Ziel / die Garantie für kostengünstige / billige Unterhaltungselektronikgeräte - wenn sie versagen, werden sie normalerweise geworfen und ersetzt ... wenn sie unter die Garantie fallen.