關(guān)于pcb線路板可靠性測(cè)試方法主要分為兩個(gè)類(lèi)型：分板級(jí)測(cè)試和芯片測(cè)試，板級(jí)測(cè)試又分無(wú)源測(cè)試，有源測(cè)試。板級(jí)測(cè)試的目的是驗(yàn)證在當(dāng)前特定的線路板上，板材、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、走線長(zhǎng)度等等都已固化的情況下，信號(hào)質(zhì)量如何。芯片測(cè)試的目的是驗(yàn)證這款芯片，它的各項(xiàng)性能最好能到什么程度、最薄弱的環(huán)節(jié)又在哪。因?yàn)樾酒瑴y(cè)試的儀器是誤碼儀，跟板級(jí)測(cè)試的手段、目的都不相同，所以今天我們先講講板級(jí)測(cè)試中的有源測(cè)試，芯片測(cè)試放到下次再講。
關(guān)于pcb線路板可靠性測(cè)試問(wèn)的最多的問(wèn)題是"電路板測(cè)試的具體步驟、需要測(cè)試哪些參數(shù)、如何看懂波形及如何從波形上判斷信號(hào)質(zhì)量?！边@個(gè)問(wèn)題看似寥寥兩行，其實(shí)是個(gè)范圍非常大的問(wèn)題。
不同的信號(hào)有不同的可靠性測(cè)試方法:比如接口測(cè)試，應(yīng)先得有個(gè)test fixture，將板子上的信號(hào)引到fixture上，再用SMA cable或者probe進(jìn)行測(cè)試，典型的有HDMI、USB、PCIE、 網(wǎng)口等,如果你是板內(nèi)信號(hào)測(cè)試，那你就在板上的測(cè)試點(diǎn)上用probe進(jìn)行點(diǎn)測(cè)。
其欺，不同的信號(hào)需要可靠性測(cè)試的參數(shù)不同:有的要測(cè)skew ,對(duì)間對(duì)內(nèi)的skew都要測(cè)，典型就是各種顯示接口，如HDMI ;有的要測(cè)波形、時(shí)序，像需要參考外部時(shí)鐘采樣的信號(hào)基本都要測(cè)，或I2C、DDR等，像I2C這種菊花鏈結(jié)構(gòu)信號(hào)，總線上會(huì)掛多個(gè)device，每個(gè)device有自己唯一的地址代碼，因此要根據(jù)地址代碼把每個(gè)device都測(cè)到; 有的僅需測(cè)眼圖即可，內(nèi)嵌時(shí)鐘信號(hào)的serdes信號(hào)都屬于這種，好比PCIE ;有的要測(cè)板子工作時(shí)的極限情況,比如所有設(shè)備都插上同時(shí)工作時(shí)的電壓跌落、插拔動(dòng)作造成的浪涌，典型的就是USB ;有的要測(cè)試晶振出來(lái)時(shí)鐘信號(hào)的頻率及偏差，此時(shí)不能示波器測(cè)，要用頻率計(jì)測(cè)(由于頻率計(jì)的操作實(shí)在是太簡(jiǎn)單了，就不展開(kāi)講了) ;前面列舉的”有...的”都是針對(duì)信號(hào)，電源除 了要分別測(cè)輕載、重載時(shí)的電源壓降、紋波噪聲，有時(shí)還要測(cè)power on、power off的時(shí)序。
從設(shè)計(jì)階段簡(jiǎn)單介紹pcb線路板可靠性測(cè)試的過(guò)程！
設(shè)計(jì)線路板時(shí)要考慮到這根信號(hào)是否有可靠性測(cè)試需求,通常這個(gè)DFT ( Design ForTest )檢查會(huì)放在設(shè)計(jì)基本完成時(shí)做。若有測(cè)試需求,檢查在RX BGA端附近有沒(méi)有過(guò)孔或AC耦合電容,有就不需要再額外添加可靠性測(cè)試點(diǎn),以避免引入多余的東西: -個(gè)開(kāi)窗的圓形焊盤(pán).肯定比你的走線要寬得多,這對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō)會(huì)額外增加一一個(gè)阻抗不連續(xù)點(diǎn)。如果芯片直接表層出線且在芯片BGA焊盤(pán)500mil以內(nèi)都沒(méi)有“天然的”測(cè)試點(diǎn),那就需要人工額外加測(cè)試點(diǎn)了,測(cè)試點(diǎn)的要求是:位置加在500mil以內(nèi),越近越好,圓形測(cè)試點(diǎn)的直徑越小越好, -般20mil。
做好后的線路板工廠會(huì)用TDR做基本的阻抗測(cè)試,但板廠做的是阻抗條測(cè)試,不是你板上真正的鏈路。一般你會(huì)拿到- -兩片光板,方便你自己做板內(nèi)鏈路的阻抗測(cè)試，等PCBA貼片焊接完成后,線路板上電正常的才會(huì)拿去做SI測(cè)試。
以一個(gè)DDR4- 2400的地址信號(hào)測(cè)試為例簡(jiǎn)單介紹可靠性測(cè)試過(guò)程:先選一臺(tái)帶寬≥6GHz的示波器,加-根單端探棒、一根差分探棒 ;挑選最近、最遠(yuǎn)兩個(gè)顆粒;單端、差分探棒分別點(diǎn)在賴粒端的地址、時(shí)鐘信號(hào)上。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)最近的顆粒上在400mV- 500mV間地址信號(hào)存在明顯的回溝。功能測(cè)試也發(fā)現(xiàn)DDR4信號(hào)有誤碼,甚至都不能初始化。
回溝是由于顆粒感受到的阻抗不匹配造成的,因?yàn)镈DR的地址信號(hào)大多數(shù)情況下都是一拖多的結(jié)構(gòu),每一個(gè)顆粒處在鏈路的不同位置,所以多重反射后每個(gè)顆粒感受的阻抗也是不一樣的，調(diào)整了走線以使減弱阻抗不匹配的反射程度,調(diào)整后顆粒die.上所有的地址信號(hào)回溝都遠(yuǎn)離了VIL/VIH。