보드에 테스트 포인트 할당하기

테스트는 보드 제조 공정의 중요한 부분입니다. 보드 제작 후에는 일반적으로 단락이나 단선이 없는지 확인하는 테스트를 수행합니다. 모든 컴포넌트가 실장된 후에는 신호 무결성과 장치 동작을 확인하기 위해 보드를 다시 테스트하는 경우가 많습니다. 이 과정을 지원하려면 테스트 장비가 프로브로 접촉하여 필요한 테스트를 수행할 수 있는 지점들을 보드에 체계적으로 마련해 두는 것이 기본적으로 도움이 됩니다. Testpoints

보드의 테스트포인트 위치는 테스트 유형(베어보드 제작 테스트, 인서킷 조립 테스트 등)과 테스트 방식(플라잉 프로브 및 베드오브네일 지그를 사용하는 자동 테스트, 수동 테스트 등)을 비롯한 여러 요인에 따라 달라집니다. 예를 들어 베어보드 제작 테스트에서는 보드에 컴포넌트가 실장되어 있지 않으므로 모든 패드와 비아를 테스트포인트로 자유롭게 지정할 수 있습니다. 반면 인서킷 조립 테스트에 사용되는 테스트포인트 위치는 거의 항상 이와 다릅니다. 보드에 컴포넌트가 실장되면 프로브가 컴포넌트 패드에 접근하지 못할 수 있으며, 컴포넌트 아래에 있는 패드와 비아에는 확실히 접근할 수 없습니다!

Altium Designer는 테스트포인트 요구 사항을 충족하고 보드의 테스트 용이성을 높이는 강력한 시스템을 제공합니다. 이를 통해 필요에 따라 베어보드 제작 테스트용 테스트포인트와 인서킷 조립 테스트용 테스트포인트를 각각 지정할 수 있습니다. 테스트포인트는 수동으로 지정하거나, 테스트포인트 관리자 대화상자를 사용하여 더욱 간소화되고 자동화된 방식으로 지정할 수 있습니다.

테스트포인트 전략 검토

테스트포인트 위치로 사용할 패드와 비아를 지정하기 전에, 한 걸음 물러서서 무엇이 필요한지 생각해 보는 것이 좋습니다. 다음은 설계에 테스트포인트를 포함하기 위한 전략을 수립할 때 고려할 몇 가지 사항입니다.

• 테스트포인트를 배치할 보드 면을 선택할 때는 사용할 테스트 공정과 관련 지그를 고려해야 합니다. 예를 들어 보드의 하면에서만 프로빙할지, 상면에서만 할지, 아니면 양면에서 할지 결정해야 합니다.
• 컴포넌트 아래에 있는 테스트포인트(보드에서 컴포넌트와 같은 면에 있는 경우)는 일반적으로 베어보드 테스트 단계에서 사용됩니다. 조립된 보드의 테스트포인트 위치를 계획할 때는 이 점을 고려해야 합니다.
• 모든 테스트포인트는 보드의 한쪽 면에만 배치하는 것이 좋으며, 필요하면 비아를 사용하여 이를 구현할 수 있습니다. 듀얼 헤드 테스트 지그는 싱글 헤드 테스트 지그보다 비용이 더 많이 들기 때문입니다.
• 테스트포인트 배치 패턴이 비표준적이고 복잡할수록 보드 테스트용 지그를 구성하는 비용이 증가합니다. 가장 좋은 접근 방식은 다양한 설계에 공통으로 적용할 수 있는 테스트 방법론을 마련하는 것입니다. 잘 정립되어 있고 유연하게 적용할 수 있는 테스트포인트 정책을 수립하면 서로 다른 설계를 효율적이고 경제적으로 테스트할 수 있습니다.
• 설계의 비아 텐팅 요구 사항을 신중하게 검토해야 합니다. 테스트포인트로 지정된 비아를 텐팅하면 테스트 프로브의 접촉이 사실상 차단됩니다. 액상 감광성(LPI) 솔더 마스크를 사용해 부분적으로만 텐팅하더라도 마스크 액이 비아 홀을 통해 흘러 빠져나가는 경향이 있어 접촉 문제가 발생할 수 있습니다. 박리형 솔더 마스크를 사용하여 이러한 비아를 일시적으로 텐팅할 수도 있지만, 비용이 상당히 많이 드는 경우가 많습니다.
• 테스트포인트를 지정할 때 특정 설계 매개변수가 빠짐없이 반영되도록 보드 제작업체 및 조립업체와 긴밀히 협의하십시오. 여기에는 일반적인 배치 및 라우팅 간격보다 더 엄격할 수 있는 테스트포인트 간 간격과 테스트포인트와 컴포넌트 간 간격 등이 포함됩니다.

다음 절에서는 제작 테스트와 조립 테스트를 각각의 구체적인 테스트포인트 제약 조건 및 고려 사항과 함께 자세히 살펴봅니다.

제작 테스트

제작 테스트는 제조 공정 중 조립 전 단계, 즉 보드에 컴포넌트를 배치하기 전에 인쇄 회로 기판을 테스트하는 것을 말합니다. 따라서 베어보드 테스트라고도 합니다. 이 테스트 방식에서는 일반적으로 플라잉 프로브 장비를 사용하여 Net별로 테스트합니다. 기본적으로 두 프로브가 서로 연동하여 작동하도록 프로그래밍되며, 하나는 Net을 통해 펄스 신호를 보내고 다른 하나는 해당 신호의 존재 여부를 감지합니다.

베어보드 제작 테스트의 일반적인 두 가지 테스트 시나리오는 다음과 같습니다.

1. 의도한 대로 양 끝이 연속적으로 연결된 구리 배선이 단선 없이 깨끗한 신호를 전달하는지, 그리고 임피던스가 최대 허용 임계값 이하인지 확인합니다.
2. Net 사이에 단락이 없는지 확인합니다.

조립 테스트

조립 테스트는 제조 공정 중 조립 후 단계, 즉 관련 자재 명세서(BOM)에 지정된 모든 컴포넌트를 보드에 실장한 후 인쇄 회로 기판을 테스트하는 것을 말합니다. 따라서 인서킷 테스트 또는 전기 테스트라고도 합니다. 이 테스트 방식에서는 일반적으로 수동으로 구성한 베드오브네일 지그를 사용하지만, 반드시 이에 한정되지는 않습니다! 지그를 사용하여 수행하는 테스트 유형에 따라 보드에 전원을 인가할 수도 있고 인가하지 않을 수도 있습니다.

인서킷 조립 테스트의 일반적인 두 가지 테스트 시나리오는 다음과 같습니다.

1. 각 Net(또는 관심 대상 Net)의 전용 테스트포인트 하나씩에 프로브를 동시에 접촉시킵니다. 그런 다음 각 프로브를 통해 개별적으로 펄스 신호를 보내고, 나머지 모든 프로브에서 신호 수신 결과를 감지합니다.
2. 특정 컴포넌트/버스를 테스트하여 장치 자체가 정상적으로 작동하는지 확인합니다. 이러한 특수 테스트는 다양한 테스트 방법으로 수행할 수 있습니다. 가장 간단한 경우에는 베드오브네일(bed-of-nails) 픽스처를 사용하여 컴포넌트 Pad 사이를 테스트할 수 있습니다.

Pad 및 비아 테스트포인트 지원

Altium Designer는 테스트포인트를 완벽하게 지원하므로, 제작 및/또는 조립 테스트에서 테스트포인트 위치로 사용할 Pad(스루홀 또는 SMD) 및/또는 비아를 지정할 수 있습니다. Pad 또는 비아를 테스트포인트로 지정하려면 관련 테스트포인트 속성을 설정하고 다음 두 가지 핵심 질문에 답해야 합니다.

• 해당 Pad/비아를 제작 및/또는 조립 테스트포인트로 사용할 것인가?
• 보드의 어느 면에서 해당 Pad/비아를 테스트포인트로 사용할 것인가? 상단, 하단 또는 양면인가?

이러한 속성은 설계 공간에서 Pad(Pad 속성 참조) 또는 비아(비아 속성 참조) 객체를 선택하면 각각 Properties Panel에서 확인할 수 있습니다.

선택한 Pad 또는 비아는 Properties Panel에서 제공하는 관련 옵션을 통해 테스트포인트로 지정합니다.

테스트포인트 설계 Rule

PCB 설계의 제약 조건은 충분히 검토한 후 정교하게 구성된 설계 Rule 집합으로 구현해야 합니다. 정의된 모든 테스트포인트에 접근하여 베어보드 및/또는 인서킷 테스트에 사용할 수 있는 성공적인 테스트포인트 구성을 구현하려면, 이를 관리하는 제약 조건을 설정해야 합니다. 이를 위해 PCB Editor의 설계 Rule 시스템에서 다음 Rule 유형을 정의할 수 있습니다.

• 제작 테스트포인트 스타일
• 제작 테스트포인트 사용
• 조립 테스트포인트 스타일
• 조립 테스트포인트 사용

PCB Rule 및 제약 조건 Editor 대화 상자(Design » Rules)에서 이러한 유형의 Rule에 접근하여 정의할 수 있습니다.

설계에서 어떤 Pad 및/또는 비아를 제작 테스트포인트와 조립 테스트포인트로 사용할 수 있는지, 그리고 어떤 Net에 테스트포인트가 필요한지를 제한하는 별도의 설계 Rule을 정의합니다.

테스트포인트 스타일 및 사용 Rule은 두 테스트 모드(제작 및 조립)에서 제약 조건이 동일합니다. 스타일 Rule은 기본적으로 Pad 또는 비아가 테스트포인트 위치로 선택되기 위해 충족해야 하는 제약 조건을 지정합니다. 사용 Rule은 테스트포인트가 필요한 Net을 지정합니다.

테스트포인트 사용 Rule(위)과 테스트포인트 스타일 Rule(아래)의 Default 제약 조건.

테스트포인트 설계 Rule은 테스트포인트 관리자, 자동 라우터, 온라인 및 배치 DRC 프로세스에서 사용되며, Output 생성 중에도 사용됩니다.

제작 및 조립 테스트포인트 스타일과 테스트포인트 사용에 대한 Default Rule이 제공됩니다. 이러한 Rule이 보드의 요구 사항을 충족하는지 확인하고 필요에 따라 변경해야 합니다. 동일한 유형의 Rule이 여러 개 필요한 경우, 설계 Rule의 우선순위를 활용하여 더 구체적인 범위의 Rule이 먼저 적용되도록 하십시오(예: DRC 실행 시).

테스트포인트 관리

테스트포인트를 수동으로 할당하는 작업은 세심한 주의와 많은 수고가 필요하며, 수백 개의 부품이 보드 양면에 실장된 복잡한 보드에서는 더욱 그렇습니다. 보드 설계에서 테스트포인트를 효율적으로 관리할 수 있도록 Altium Designer는 PCB Editor에 Testpoint Manager 기능을 제공합니다. Testpoint Manager에서는 정의된 설계 규칙을 기반으로 베어 보드 제작 테스트 및/또는 인서킷 조립 테스트용 테스트포인트를 자동으로 할당할 수 있습니다. 이 자동 할당은 각 패드/비아에 해당하는 테스트포인트 속성을 설정합니다.

메인 메뉴에서 Tools » Testpoint Manager 명령을 선택하여 액세스할 수 있습니다.

Testpoint Manager을 사용하여 제작 및 조립 테스트포인트 요구 사항을 빠르고 효율적으로 관리하세요.

이 대화 상자를 사용하면 한곳에서 편리하게 테스트포인트를 자동으로 할당하고 해제할 수 있습니다. Testpoint Net Status 영역에는 설계의 모든 네트 목록이 표시되며, 베어 보드 제작 테스트와 인서킷 조립 테스트 각각에 대한 테스트포인트 커버리지 상태가 Complete 또는 Incomplete로 표시됩니다. Fabrication Testpoints 또는 Assembly Testpoints 버튼을 클릭하거나 그리드를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 해당 유형의 테스트포인트를 할당하거나 해제하는 명령에 액세스할 수 있습니다. 대화 상자 상단 영역에서 네트를 수동으로 선택하여 테스트포인트를 선택적으로 할당하거나 해제할 수도 있습니다.

설계의 일부 네트에 테스트포인트를 할당하든 모든 네트에 할당하든, Testpoint Manager은 제작 및 조립 테스트포인트에 대해 정의된 스타일 및 사용 규칙을 따릅니다. 유효한 객체를 검색하는 순서를 보려면 Search Order 버튼을 클릭하세요.

Status Summaries 영역은 두 가지 테스트 모드에 대한 보드의 테스트포인트 상태를 종합적으로 요약하여 보여줍니다. 이 영역은 할당 또는 해제 작업을 수행할 때마다 업데이트됩니다. 더 세부적인 정보를 보려면 Assignment Results 영역을 사용하세요. 예를 들어 할당/해제에 포함된 상단/하단 패드 및 비아 수와 실패 여부 등의 세부 정보를 확인할 수 있습니다.

테스트포인트의 유효성 확인

정의된 제작 및 조립 테스트포인트 규칙은 PCB Editor의 Design Rule 검사(DRC) 기능의 일부로 적용됩니다. Design Rule Checker 대화 상자(Tools » Design Rule Check)에서 다양한 규칙 유형에 대해 온라인 및/또는 일괄 DRC 검사를 활성화할 수 있습니다.

온라인 또는 일괄 DRC 프로세스에 테스트포인트 설계 규칙을 포함하세요.

테스트포인트 관련 쿼리 필드

설계에 할당할 수 있는 다양한 제작 및 조립 테스트포인트를 지원하기 위해, 논리 쿼리 표현식으로 테스트포인트를 대상으로 지정할 때 다음 키워드를 사용할 수 있습니다. 다음 항목은 모두 Query Helper를 사용할 때 PCB Functions - Fields 범주에서 찾을 수 있습니다.

• IsAssyTestpoint - 조립 테스트포인트입니다.
• IsFabTestpoint - 제작 테스트포인트입니다.
• IsTestpoint - 상단 또는 하단 테스트포인트입니다.
• Testpoint - 상단 또는 하단 테스트포인트입니까?
• TestpointAssy - 조립 테스트포인트입니까?
• TestpointAssyBottom - 하단 조립 테스트포인트입니까?
• TestpointAssyTop - 상단 조립 테스트포인트입니까?
• TestpointBottom - 하단 테스트포인트입니까?
• TestpointFab - 제작 테스트포인트입니까?
• TestpointFabBottom - 하단 제작 테스트포인트입니까?
• TestpointFabTop - 상단 제작 테스트포인트입니까?
• TestpointTop - 상단 테스트포인트입니까?

필요에 따라 설계의 테스트포인트를 대상으로 지정하고 반환하는 쿼리용 논리 표현식을 작성하세요. 제작 및 조립 테스트포인트를 대상으로 하는 논리 쿼리 표현식의 예는 다음과 같습니다.

1. (ObjectKind = 'Pad') And (TestpointAssy = 'True')
   조립 테스트포인트인 모든 패드를 대상으로 합니다.
2. IsPad And (TestpointAssyTop = 'True')
   상단 조립 테스트포인트인 모든 패드를 대상으로 합니다.
3. (ObjectKind = 'Pad') And (TestpointFab = 'True')
   제작 테스트포인트인 모든 패드를 대상으로 합니다.
4. ((IsPad Or IsVia)) And (TestpointAssy = 'True')
   조립 테스트포인트인 모든 패드와 비아를 대상으로 합니다.
5. ((IsPad Or IsVia)) And IsFabTestpoint
   제작 테스트포인트인 모든 패드와 비아를 대상으로 합니다.

테스트포인트 보고서 생성

Altium Designer에는 제작 및 조립 테스트포인트 보고서를 각각 생성하기 위한 전용 보고서 생성기가 포함되어 있습니다. 이 두 보고서 생성기는 설계 내 패드 및 비아 프리미티브의 해당 테스트포인트 속성을 사용합니다.

보고서는 두 가지 방법으로 생성할 수 있습니다.

• PCB 문서에서 File » Fabrication Outputs » Test Point Report 및 File » Assembly Outputs » Test Point Report 명령을 사용하여 직접 생성합니다.
• Output Job Configuration 파일(*.OutJob)에 정의된, 적절히 구성된 출력을 사용하여 생성합니다.

독립적이고 다양한 용도로 활용할 수 있는 Output Job Configuration 파일에 제작 및 조립 테스트포인트 보고서 출력을 포함하고 구성하세요. 한 번 정의해 두면 버튼 하나로 보고서를 얻을 수 있습니다!

보고서를 생성하는 방법과 관계없이 보고서 옵션 자체는 동일한 대화 상자에서 정의됩니다. 제작 테스트포인트 보고서에는 Fabrication Testpoint Setup 대화 상자가 사용됩니다. 조립 테스트포인트 보고서에는 Assembly Testpoint Setup 대화 상자가 사용됩니다. 두 대화 상자의 보고서 옵션은 동일합니다.

 
해당 보고서 설정 대화 상자에서 생성할 파일 형식을 비롯한 보고서 옵션을 정의하세요.

IPC-D-356A 네트리스트 파일의 역할

테스트포인트 보고서의 세 가지 출력 형식 중 하나는 IPC-D-356A 네트리스트 파일입니다. 이 파일은 일반적으로 베어 보드 제작 테스트 모드에 사용됩니다. IPC 파일은 후처리를 거쳐 플라잉 프로브 테스트 장비를 구동하는 명령으로 변환됩니다.

IPC-D-356A 파일에서 어떤 요소가 테스트포인트 위치로 지정되어 있든, 보드 제조업체는 일반적으로 파일 데이터를 사용하여 원하는 유형의 테스트를 수행할 수 있습니다. 다만 상황과 파일 내용에 따라 일부 수동 작업이 필요할 수 있습니다.