テストポイント：ビアとパッド

私は数日前に超安価なホームルーターを修正していましたが、TP_12V、TP_3V3、TP_GNDなどのマークの付いたビアがあることに気付きました。この問題は、降圧コンバータの漏れやすい電解クラッカであり、ビアはそれをデバッグするのに本当に役立ちましたが、それはこの質問の主なポイントではありません。

私が本当に聞きたかったのは、一般にビアをテストポイントとして使用しない理由は何かありますか？以前に見たすべてのテストポイントは露出した銅パッドでしたが、これは役に立ちましたが、スコーププローブを平らな面に接続する必要があるため、少し使いにくいものでした。ここで、ビアは、外部ツールを必要とせずに標準マルチメータまたはスコーププローブの先端を所定の位置に保持するのにちょうど良い直径でした。

ビアは通常の銅製テストポイントよりも少し高価になると思われます（ただし、これは15ドル未満のユニットで見つかりました）。また、単純なパッドよりも耐久性が低いと思われます。

これをうまく機能させるには、生産テストに使用するネイルデバイスのベッドをもう少し正確にする必要があると思いますが、それがどれほど大きな問題になるかはわかりません。

それで、テストポイントにビアの代わりに銅パッドを使用する理由を逃しましたか？

あなたが言及した理由だけで、私は実際にテストポイントとしてビアを好みます。マルチメーターまたはスコーププローブの使用がはるかに簡単になると思います。結局のところ、これがテストポイントの主な用途です。

可能な場合/実用的な場合は、30ゲージのワイヤーを簡単にはんだ付けできるように、ビアのサイズを十分に大きくするか、小さなメッキスルーホールを使用します。または他のテスト機器。

ビアを使用しない、特にワイヤを取り付けない理由は、そのような機能がトレースに追加し、信号を歪ませる追加のインダクタンスとキャパシタンスです。これは、高速信号を測定する場合に非常に重要です。これは、インダクタンスの計算に関する優れた記事です。

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

この式は、著者が指摘しているため、単なる近似であると仮定していることに注意してください。

Lのこの式は_？は、戻り電流パスの位置を示す大まかな近似であり、簡略化のため、本ではこれ以上明確にしないことを非常に残念に思います。これは、リターンパスがほぼ同軸であり、距離s = 2ehに位置するというおおまかな仮定を作成します。ここで、eは自然対数に使用される底です。インダクタンスが本当に重要な場合、より正確な近似が必要です。

ただし、記事「高速ネット上のテストパッド」では、その形式の計測器が引き起こす可能性のある問題を指摘しています。

信号が外部層にある場合、PCBルーティングの悪夢を作成せずに5ミル幅のトレースに35ミルテストパッドを直接配置することはできません。差動信号は密接に結合することを目的としており、テストパッドの半径により、既に過剰な制約が加えられている可能性がある追加の配線制約が作成されます。

代わりに、彼らは高速信号を測定しようとするとき、非侵入的な技術を使用することを推奨します。ビアの追加のインダクタンスとキャパシタンスを処理できる信号では、ビアがメーターまたはプローブを使用することで得られる利点を考えると、テストパッドを使用する理由はないと信じ込まされます。

これらのテストポイントは、必ずしもビアではなく、ホールパッドを通過したようです。はい、特に自動テストを目的としない場合は、スルーホールパッドをテストポイントとして使用できます。技術者にとっては、スルーホールパッドが便利です。パッドは、スペースを使用する以外は実際にはコストを追加しません。スコーププローブを保持するのは簡単です。必要に応じて、より深刻なデバッグのためにワイヤをはんだ付けすることができます。

メッキ穴用のポゴピンチップがありますが、私が知っているすべてのテスト担当者はそれらを避けることを好みます。間違った方向に進むだけでなく、標準的な90°の先端がその目的のためにそこに置かれた平らな平らなパッドにぶつかるよりも早く磨耗する可能性があります。

自動テストと手動デバッグは2つの異なる目的に使用されることに注意してください。自動テストは、製品が機能していることを確認するためだけでなく、測定値を取得してキャリブレーション定数を設定するためのものです。プロセスのその時点では、ユニットがなぜ悪いのかは気にしません。後で誰かがやって来て、おそらくそれを修復するために診断するか、少なくとも何が間違っているかについての統計を収集しようとするかもしれません。2番目のアクティビティでは、ボード上のさまざまなポイントへのアクセスが必要になる可能性があります。空きがある場合は、スルーホールテストポイントを追加します。

余裕があれば、実際のテストポイント（オシロスコーププローブをクリップできる）をボードに配置して、見たい信号とすべての電源レールを探します。スルーホールまたはSMTのいずれかで入手できます。両方ともほぼ同じ価格です（1数量で約40セント）。これらは、目的の生産で簡単に削除できます（DNI / DNPとマーク）。

ビアは、ボード上の少なくとも2つの層でスペースを占有します。テストパッドは1つだけでスペースを占有します。

TPがマークされている場合、テストパッドのODは、プロービングテストポイント専用に大きくなります。通常、ビアの銅が露出している場合、はんだマスクを省略すると、ファブのビアが露出します。テスト、例えば人々が既に言及したように、釘のベッドは、修理/テストのために使用することを意図していません。また、テストパッドとして指定されていないビアは、通常、はんだマスクで覆われています。

ビアODを増やしてTPと見なすのに十分なスペースがある場合、それは典型的です。最初の選択。2つ目は、最終的な場所でビアをTPパッドODに増やすことができない場合に、パッドのみ（SMT TPパッド）がネットに追加されることです。テストパッドを使用すると（TPの場合はTHビアを使用）、追加の穴を開ける必要があります。

完全なテストポイントカバレッジは、安価な/安価な消費者向け電子機器の目標/保証であるとは限りません-故障した場合、通常は保証対象の場合、投げられて交換されます。