测试点:过孔与焊盘

电器工程 测试 通过 测试 软垫
2022-01-13 12:11:55

几天前我正在修理一个超便宜的家用路由器,并注意到它有标记为 TP_12V、TP_3V3、TP_GND 和类似的通孔。问题原来是降压转换器中的漏电电解电容器,而通孔确实有助于调试,但这不是这个问题的重点。

我真正想问的是,一般有什么理由不使用过孔作为测试点?我之前看到的所有测试点都是裸露的铜垫,这很有帮助,但使用起来有点困难,因为我需要将示波器探头连接到平坦的表面。在这里,通孔的直径恰到好处,可以将标准万用表或示波器探头的尖端固定在适当的位置,而无需任何外部工具。

我怀疑通孔会比普通的铜测试点贵一点(但同样,这是在低于 15 美元的单元上发现的),并且它们比简单的焊盘更耐用。

我怀疑用于生产测试的钉床设备需要更加精确才能使其正常工作,但我不知道这会有多大问题。

那么我是否错过了为什么使用铜焊盘而不是通孔作为测试点的任何理由?

4个回答

出于您提到的原因,我实际上更喜欢过孔作为测试点。我认为它使使用万用表或示波器探头更容易。毕竟,这是测试点的主要用途。

在可能/可行的情况下,我喜欢将通孔的尺寸设置得足够大或使用小的电镀通孔,以便可以轻松焊接 30 号线。然后我可以将示波器探头夹在电线上,完全腾出双手来操作计算机或其他测试设备。

使用过孔,尤其是不使用导线的原因是这些特性会增加走线的额外电感和电容,从而使您的信号失真。当您尝试测量高速信号时,这一点非常重要。这是一篇关于通过电感计算的好文章。

通过电感

L1=μ2π2hlnsr

其中: - 自由空间的磁导率 - 距离信号通孔的径向距离(以米为 - 通孔之间的间距,中心到中心 - 平面 2 和 3 之间的间隔 - 通孔的半径
μ=4π107H/m
x
s
h
r

请记住,这个公式做了一些作者注意到的假设,因此只是一个近似值:

L 的这个公式是一个粗略的近似值,它掩盖了返回电流路径的位置,我非常遗憾没有在书中更清楚地说明这一简化。它粗略地假设返回路径近似同轴并且位于距离s=2eh处,其中e是用于自然对数的底。当电感真的很重要时,需要更准确的近似值。

但是,高速网络上的测试垫一文指出了这种仪器形式可能导致的问题。

如果信号位于外层,则不可能将 35 mil 的测试焊盘直接放置在 5 mil 宽的迹线上而不会造成 PCB 布线噩梦。差分信号旨在紧密耦合,测试焊盘的半径将产生额外的布线约束,它们已经可能受到过度约束:

差分信号上的测试焊盘

相反,他们建议在尝试测量高速信号时使用非侵入式技术。这让我相信,对于可以处理通孔的额外电感和电容的信号,考虑到通孔对使用仪表或探针的好处,没有理由使用测试焊盘。

听起来这些测试点是通孔焊盘,不一定是通孔。是的,您可以使用通孔焊盘作为测试点,尤其是在它不用于自动测试的情况下。对于技术人员来说,通孔垫可能很方便。除了占用空间外,焊盘并没有真正增加成本,很容易在上面放置一个示波器探头,如果需要,您可以将一根电线焊接到它上面进行更严重的调试。

有一些用于电镀孔的 pogo pin 尖端,但我认识的所有测试人员都喜欢避免使用它们。比标准的 90° 尖头撞到专门为此目的放置在那里的普通平垫相比,它们可能会出现更多问题,并且磨损得更快。

请记住,自动化测试和手动调试有两个不同的目的。自动化测试只是为了验证产品是否正常工作,有时是为了进行测量和设置校准常数。在这个过程中,你并不关心为什么一个单元是坏的,只是它是坏的。稍后有人可能会出现并尝试诊断它以可能修复它,或者至少收集一些关于出了什么问题的统计数据。第二项活动可能需要更多地访问板上的各个点,如果有空间,您可以在此处添加通孔测试点。

如果有空间,我喜欢将真正的测试点(您可以将示波器探头夹在上面)放在板上,以检测我可能想要查看的任何信号,以及所有电源轨。您可以通过通孔SMT 品种获得它们。两者的价格大致相同(单个数量约为 40 美分)。它们很容易在生产中被忽略(标记为 DNI/DNP)。

TH测试点

SMT测试点

过孔占用电路板上至少两层的空间。测试垫只占用一个空间。