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In-Circuit-Tester
(ICT) haben traditionell einen „Nagelbett"- (BON-; BON = bed-of-nails) Zugriff verwendet,
um für
eine Steuerungs- und Beobachtungsfähigkeit, die zum Testen benötigt wird,
eine elektrische Verbindbarkeit zu einer Schaltungsverdrahtung (Leiterbahnen,
Netze, Kontaktanschlussflächen)
zu gewinnen. Dies erfordert, dass in dem Layout von Schaltungsnetzen
Zugriffspunkte vorhanden sind, die Ziele für ICT-Sonden sein können. Testzugangspunkte
sind normalerweise kreisförmige
Ziele mit 28 bis 35 tausendstel Zoll Durchmesser, die mit Leiterbahnen
auf der gedruckten Schaltungsplatine verbunden sind. In einigen
Fällen
sind diese Ziele absichtlich hinzugefügte Testanschlussflächen und
in anderen Fällen
sind die Ziele „Durchgangsloch"-Anschlussflächen, die
Durchgangslöcher
umgeben, die bereits in der gedruckten Schaltung vorgesehen sind.
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Es
ist immer schwierig, Ziele mit geringerem Durchmesser zuverlässig und
wiederholt zu treffen, insbesondere wenn eine Testanordnung mehrere Tausend
solcher Sonden enthalten kann. Es ist immer wünschenswert, Ziele mit größerem Durchmesser
zu verwenden, aber dies ist ein grundlegender Konflikt mit dem Industrietrend
zu höheren
Dichten und Vorrichtungen mit kleinerer Geometrie.
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Noch
ein weiterer Industrietrend ist jedoch die Verwendung von Logikfamilien
mit immer höherer Geschwindigkeit.
Ein-Megahertz- (MHz)
Entwürfe wurden
zu 10-MHz-Entwürfen,
dann 100-MHz-Entwürfen
und erreichen nun den Gigahertzbereich. Die Anstiege bei der Logikgeschwindigkeit
verlangen eine Aufmerksamkeit der Industrie für Platinenlayoutregeln für Verbindungen
mit höherer
Geschwindigkeit. Das Ziel dieser Regeln ist es, einen Weg mit gesteuerter
Impedanz zu erzeu gen, der Rauschen, Nebensprechen und Signalreflexionen
minimiert.
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Die
bevorzugte Möglichkeit
zum Übertragen von
Hochgeschwindigkeitsdaten ist durch Differenzübertragungssignale. 1 stellt die wichtigen Layoutparameter
für ein
klassisches Paar von Differenzübertragungssignalleiterbahnen 102a, 102b auf
einem Teil einer gedruckten Schaltungsplatine 100 dar. Wie
es dargestellt ist, ist die gedruckte Schaltungsplatine 100 als
eine Mehrzahl von Schichten gebildet. Bei dem darstellenden Ausführungsbeispiel
umfasst die gedruckte Schaltungsplatine 100 eine Masseebene 104,
die über
ein Substrat 105 geschichtet ist, ein Dielektrikum 103,
das über
die Masseebene 104 geschichtet ist, Leiterbahnen 102a, 102b,
die über
das Dielektrikum 103 geschichtet sind, und eine Lötmittelmaske 106,
die über
die Leiterbahnen 102a, 102b geschichtet ist und
freigelegte Oberflächen
des Dielektrikums 103. Bei einem solchen Layout gibt es eine
Anzahl von kritischen Parametern, die die Impedanz des Signalwegs
beeinträchtigen.
Diese Parameter umfassen Leiterbahnbreite 110, Leiterbahntrennung 111,
Leiterbahndicke 112 und dielektrische Konstanten der Lötmittelmaske
und des Platinenmaterials. Diese Parameter beeinflussen die Induktivität, Kapazität und den
Widerstand (Skineffekt und Gleichsignal) der Leiterbahnen, die sich
kombinieren, um die Übertragungsimpedanz
zu bestimmen. Es ist gewünscht,
diesen Wert über
den gesamten Verlauf jeder Leiterbahn 102a, 102b zu
steuern.
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Bei
Entwürfen
mit höherer
Geschwindigkeit ist es auch wichtig, die Symmetrie der Leiterbahnen zu
steuern. Idealerweise wären
beide Wege 102a, 102b von identischer Länge, wie
es in 2A gezeigt ist.
Das Leiten von Signalen auf einer stark bestückten gedruckten Schaltungsplatine
erfordert jedoch Kurven und Biegungen in dem Weg, was übereinstimmende
Längen
und Symmetrien schwieriger macht. In einigen Fällen müssen Reihenkomponenten (wie
z. B. Reihenabschlüsse
oder Gleichsignalsperrkondensatoren) in dem Weg aufgenommen werden,
und diese haben Abmessungen, die sich von den Layoutparametern unterscheiden. 2B stellt beispielsweise
Gleichsignalsperrkondensatoren 114a, 114b auf
den Differenzsignalleiterbahnen 102a, 102b dar.
Signale müssen
eventuell Verbinder durchlaufen, was zusätzliche Schwierigkeiten bewirkt.
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Zusätzliche
Schwierigkeiten ergeben sich, wenn Testen berücksichtigt wird. Testen erfordert Testerzugriff
auf Schaltungsleiterbahnen an bestimmten Sondenzielen. Layoutregeln
erfordern typischerweise, dass Testziele zumindest 50 tausendstel Zoll
voneinander entfernt sind und können
erfordern, dass der Durchmesser der Testpunktziele die Breite der
Leiterbahnen stark überschreitet. 2C stellt die Testziele 115a, 115b dar,
die symmetrisch 50 tausendstel Zoll von den Differenzsignalleiterbahnen 102a, 102b positioniert
sind. 2D stellt Testziele 115a, 115b dar,
die asymmetrisch, aber zumindest 50 tausendstel Zoll entfernt, auf
den Differenzsignalleiterbahnen 102a, 102b angeordnet
sind. 2E stellt Testziele 115a, 115b dar,
die asymmetrisch von den Gleichsignalsperrkondensatoren 114a, 114b,
aber zumindest 50 tausendstel Zoll entfernt von den Differenzsignalleiterbahnen 102a, 102b angeordnet
sind, und 2F stellt
die Testziele 115a, 115b dar, die auf den Kondensatoren 114a, 114b selbst
implementiert sind und eine asymmetrische Positionierung der Kondensatoren
auf den Differenzsignalleiterbahnen 102a, 102b erfordern.
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Die
Positionierung von Testzielen 102a, 102b kann
problematisch sein. In vielen Fällen
ist der Bedarf zum Aufrecherhalten einer Minimaltrennung zwischen
den Zielen (typischerweise 50 tausendstel Zoll Minimum) in direktem
Konflikt mit Layoutregeln für
eine gesteuerte Impedanz. Diese Konflikte führen entweder zu einem Kompromiss
bei der Integrität
der gesteuerten Impedanz oder einer erzwungenen Reduktion bei der
Zielplatzierung mit einer resultierenden Reduktion bei der Testbarkeit.
Während
sich Signalgeschwin digkeiten weiter erhöhen, wird dieses Problem nur
schlimmer werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testzugriffspunktstruktur
auf einer gedruckten Schaltungsplatine sowie ein Verfahren zum Implementieren
einer Testzugriffspunktstruktur mit verbesserten Charakteristika
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Struktur gemäß einem der Ansprüche 1 und
3 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch
14 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die Konfliktprobleme, die herkömmliche
Techniken für
Testzugriffspunktplatzierung auf gedruckten Schaltungsplatinen haben,
durch Minimieren der Störungen
von Leiterbahnen in der x- und y-Abmessung und durch Nutzen der
z-Abmessung. Insbesondere verwendet die Erfindung Leiterbahndicke
zum Implementieren von Testzugriffspunkten und ermöglicht dadurch Testzugriffspunktplatzierung
irgendwo entlang der Leiterbahn. Dies wiederum ermöglicht die
Fähigkeit, gedruckte
Schaltungsplatinen mit Testzugriffspunktplatzierung gemäß den Positionen
von Anordnungssonden einer bestimmten Testanordnung zu entwerfen,
anstatt umgekehrt wie im Stand der Technik.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
Lötmittelwülste leitfähig mit
den oberen Oberflächen
von Leiterbahnen verbunden, wo Testzugriffspunkte gewünscht sind.
Nachdem die Leiterbahnen gedruckt sind oder anderweitig auf dem
Dielektrikum angeordnet sind, wird bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Lötmittelmaske
mit Löchern,
wo Testzugriffspunkte gewünscht
sind, über
den freigelegten Oberflächen
der Leiterbahnen und dem darunter liegenden Dielektrikum aufgebracht.
Die Lötmittelmaske
wird dann mit Lötmittelpaste
abgedeckt, die alle Löcher
in der Maske füllt.
Die Lötmittelpaste
besteht aus Lötmittel
und Flussmittel. Die Lötmittelpaste
wird dann erwärmt,
um das Flussmittel abzu brennen, wodurch bewirkt wird, dass sich
Lötmittel
von den Wänden
der Löcher
zurückzieht
und Lötmittelwülste bildet,
die über
die Wände
ihrer jeweiligen Löcher
hervorstehen. Die Abmessungen der Lötmittelmaskenlöcher bestimmen
den Enddurchmesser der Lötmittelwülste. Folglich
können
Testzugriffspunktstrukturen direkt entlang der Leiterbahn implementiert
werden und haben dennoch einen ausreichend großen Durchmesser, um getestet
oder mit Sonden angetastet zu werden und nach wie vor Platinenlayoutanforderungen
zu erfüllen.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Testzugriffspunktstruktur nicht integriert mit der Leiterbahn
und wird zu der Leiterbahn hinzugefügt, nachdem die Leiterbahn
auf die gedruckte Schaltungsplatine gedruckt wurde. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann die Testzugriffspunktstruktur integriert mit der Leiterbahn
implementiert werden und wird während
der Bildung der Leiterbahn selbst gebildet.
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Um
irgendwelche unerwünschten
Sekundäreffekte
auf die Impedanz der Leiterbahn an dem Testzugriffspunkt aufgrund
der Testzugriffspunktstruktur auszugleichen, kann die Breite der
Leiterbahn an dem Testzugriffspunkt reduziert werden.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung und viele der dazugehörigen Vorteile werden offensichtlich
mit Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder ähnliche
Komponenten anzeigen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
beiliegende Zeichnungen näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Querschnittsseitenansicht einer herkömmlichen gedruckten Schaltungsplatine
mit Differenz signalleiterbahnen, die die x- und z-Abmessungen in
dem x-, y-, z-Koordinatensystem zeigen;
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2A eine
Draufsicht der gedruckten Schaltungsplatine von 1,
die die x- und y-Abmessungen der Differenzsignalleiterbahnen in
dem x-, y-, z-Koordinatensystem
zeigt;
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2B eine
Draufsicht einer gedruckten Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Paars von Differenzsignalleiterbahnen
mit Kondensatoren zeigt;
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2C eine
Draufsicht einer gedruckten Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Paars von Differenzsignalleiterbahnen
mit symmetrisch angeordneten Testzugriffspunktanschlussflächen zeigt;
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2D eine
Draufsicht einer gedruckten Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Paars von Differenzsignalleiterbahnen
mit asymmetrisch angeordneten Testzugriffspunktanschlussflächen zeigt;
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2E eine
Draufsicht einer gedruckten Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Paars von Differenzsignalleiterbahnen
mit Kondensatoren mit asymmetrisch angeordneten Testzugriffspunktanschlussflächen zeigt;
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2F eine
Draufsicht einer gedruckten Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Paars von Differenzsignalleiterbahnen
mit Kondensatoren mit Testzugriffspunktanschlussflächen integriert
mit den Kondensatoren zeigt;
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3A eine
Draufsicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine,
die die x- und y-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem einer
Leiterbahn mit einer Testzugriffspunktstruktur zeigt, die gemäß den Prinzipien
der Erfindung implementiert ist;
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3B eine
Querschnittsseitenansicht, die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 3A zeigt;
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3C eine
Querschnittsseitenansicht des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine
und Leiterbahn von 3A und 3B, die
die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem zeigt;
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4 ein
Betriebsflussdiagramm, das ein bevorzugtes Herstellungsverfahren
der einer Testzugriffspunktstruktur der Erfindung auf einer Leiterbahn einer
gedruckten Schaltungsplatine darstellt;
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5A eine
Draufsicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine,
die die x- und y-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines
Paars von Differenzsignalleiterbahnen mit Testzugriffspunktstrukturen
zeigt, die gemäß dem Verfahren
von 4 implementiert sind;
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5B eine
Querschnittsseitenansicht, die die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A zeigt, nach der Aufbringung der Lötmittelmaske,
aber vor der Aufbringung einer Lötmittelpaste;
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5C eine
Querschnittsseitenansicht, die die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A und 5B zeigt,
nach der Aufbringung der Lötmittelmaske,
aber vor der Aufbringung einer Lötmittelpaste;
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5D eine
Querschnittsseitenansicht, die die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A – 5C nach
der Aufbringung der Lötmittelpaste zeigt;
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5E eine
Querschnittsseitenansicht, die die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A – 5D nach
der Aufbringung der Lötmittelpaste zeigt;
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5F eine
Querschnittsseitenansicht, die die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A – 5E nach
dem Löten
zeigt;
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5G eine
Querschnittsseitenansicht, die die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Leiterbahn
von 5A – 5F nach
dem Löten
zeigt;
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6A eine
Draufsicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine,
die die x- und y-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines
Paars von Testzugriffspunkten zeigt, die auf unterschiedlichen Leiterbahnen
einer gedruckten Schaltungsplatine implementiert sind, und eines
entsprechenden Paars von kreisförmigen
Testsonden, die einen Sonden-zu-Testzugriffspunkt-Kontakt darstellen,
selbst mit Fehlausrichtungen von Sondenmitten;
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6B eine
Querschnittsseitenansicht, die die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Sonden von 6A zeigt;
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6C eine
Querschnittsseitenansicht, die die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine und der Sonden von 6A – 6B zeigt;
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7 ein
Betriebsflussdiagramm, das ein alternatives bevorzugtes Herstellungsverfahren
einer Testzugriffspunktstruktur der Erfindung auf einer Leiterbahn
einer gedruckten Schaltungsplatine zeigt;
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8A eine
Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine, die
die y- und z-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
eines Testzugriffspunkts zeigt, der gemäß dem Verfahren von 7 implementiert
ist;
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8B eine
Querschnittsansicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine,
die die x- und z-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines Testzugriffspunkts zeigt,
der gemäß dem Verfahren
von 7 implementiert ist;
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9A eine
Draufsicht eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine,
die die x- und y-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines
alternativen Ausführungsbeispiels
eines Paars von Testzugriffspunkten zeigt, unter Verwendung von Lei terbahnverengung
zum Ausgleichen der Änderungen
bei den Übertragungsleitungscharakteristika
aufgrund der Hinzufügung
der Testzugriffspunktstrukturen;
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9B eine
Querschnittsseitenansicht, die die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine von 9A zeigt;
-
9C eine
Querschnittsseitenansicht, die die y- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem
des Abschnitts der gedruckten Schaltungsplatine von 9A – 9B zeigt;
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10A eine Draufsicht eines Abschnitts einer gedruckten
Schaltungsplatine, die die x- und y-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines
weiteren alternativen Ausführungsbeispiels
eines Paars von Testzugriffspunkten zeigt, unter Verwendung von
Leiterbahnverengung zum Ausgleichen der Änderungen bei den Übertragungsleitungscharakteristika
aufgrund der Hinzufügung
der Testzugriffspunktstrukturen;
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10B eine Querschnittsseitenansicht, die die x-
und z-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem des Abschnitts der gedruckten
Schaltungsplatine von 10A zeigt;
und
-
10C eine Querschnittsseitenansicht, die die y-
und z-Abmessungen
in dem x-, y-, z-Koordinatensystem des Abschnitts der gedruckten
Schaltungsplatine von 10A – 10B zeigt.
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Wenn
nun die Erfindung näher
beschrieben wird, ist es für
Fachleute auf diesem Gebiet klar, dass bei einer Leiterbahn, die
in einem x-, y-, z-Koordinatensystem definiert ist, wo die x-Abmessung
die Leiterbahnbreite darstellt, die y-Abmessung die Leiterbahnlänge darstellt
und die z-Abmessung
die Leiterbahndicke darstellt, aktuelle Techniken für eine Testzugriffspunktplatzierung
auf einer gedruckten Schaltungsplatine nur die x- und y-Abmessungen
verwenden. Die vorliegende Erfindung hat einen anderen Lösungsansatz,
in dem die z-Abmessung ausgenutzt wird, d. h. die Leiterbahndicke.
Diesbezüglich
ist die Testzugriffspunktstruktur der Erfindung ein lokalisierter „Hochpunkt" auf einer Leiterbahn
einer gedruckten Schaltungsplatine, die die Impedanz der Leiterbahn
nicht wesentlich stört
und die mit einer Sonde anvisiert bzw. angetastet werden kann.
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3A – 3C stellen
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
einer Testzugriffspunktstruktur dar, die gemäß der Erfindung implementiert
ist. Wie es in 3A – 3C gezeigt
ist, umfasst eine gedruckte Schaltungsplatine 1 ein Substrat 5,
eine Masseebene 4 und zumindest eine dielektrische Schicht 3 mit
einer Leiterbahn 2, die auf derselben gedruckt, aufgebracht
oder anderweitig befestigt ist. Eine Lötmittelmaske 6 mit
einem Loch 7, das über
der Leiterbahn 2 an einer Position gebildet ist, wo eine
Testzugriffspunktstruktur 8 positioniert ist, ist über die
freigelegten Oberflächen
der dielektrischen Schicht 3 und der Leiterbahnschicht 2 geschichtet.
Eine Testzugriffspunktstruktur 8 ist leitfähig an der
Leiterbahn 2 in dem Lötmittelmaskenloch 7 an
dem Testzugriffspunkt befestigt. Die Testzugriffspunktstruktur 8 steht über die
freigelegten umgebenden Oberflächen
der Lötmittelmaske 6 hervor,
um einen freigelegten lokalisierten Hochpunkt auf der Leiterbahn 2 zu
bilden, der durch eine Anordnungssonde während dem Testen der gedruckten
Schaltungsplatine 1 als ein Testziel verwendet werden kann.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Testzugriffspunktstruktur 8 ein Lötmittelwulst
mit einer Länge
(in der y-Abmessung), die größer ist
als die Breite (in der x-Abmessung) der Leiterbahn ist, um einen
maximalen Sondenzugriffserfolg zu liefern.
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Bei
einem bevorzugten Herstellungsverfahren der Testzugriffspunktstrukturen 8 verwendet
die Erfindung bestehende Herstellungsprozesse für gedruckte Schaltungsplatinen
und hält
dadurch die Kosten niedrig. Wie es in der Technik bekannt ist, ist beinahe
jede gedruckte Schaltungsplatine mit Hochgeschwindigkeitssignalen
aufgebaut, die auf den äußeren Schichten
erscheinen, aufgrund der Fähigkeit, Impedanzen
auf den äußeren Schichten
leichter zu steuern. Die beiden äußeren Schichten
sind auch typischerweise mit einer Lötmittelmaske beschichtet, die
verwendet wird, um sicherzustellen, dass nur freigelegte Bereiche
aus Kupfer (oder anderen leitfähigen
Materialien) Lötmittelpaste
halten, die über
einen Siebdruckprozess aufgebracht wird. Löcher in der Lötmittelmaske
stellen sicher, dass nur diese Kupferbereiche, mit denen gelötet werden
soll, Lötmittelpaste
aufnehmen.
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4 ist
ein Betriebsflussdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren 200 der
Herstellung einer Testzugriffspunktstruktur auf einer Leiterbahn
einer gedruckten Schaltungsplatine darstellt, und 5A – 5G umfassen
verschiedene Ansichten eines Abschnitts einer gedruckten Schaltungsplatine 10 während der
Herstellung der Testzugriffspunktstruktur 18a, 18b gemäß dem Verfahren
von 4. Mit Bezugnahme auf 4 und mit
zusätzlicher
Bezugnahme auf 5A – 5G wird
bei dem bevorzugten Herstellungsverfahren der Testzugriffspunktstrukturen
der Erfindung die gedruckte Schaltungsplatine 10 im Schritt 201 zu
dem Punkt des Druckens, Aufbringens oder anderweitigen Schichtens
der Leiterbahnen 12a, 12b hergestellt, auf denen
Testzugriffspunktstrukturen 18a, 18b implementiert
werden sollen. Im Schritt 202 sind Testzugriffspunktlöcher 17a, 17b (zusätzlich zu
Löchern 19a, 19b, 19c, 19d für die herkömmlichen
Lötmittelpunkte – z. B.
Komponentenstift-zu-Leiterbahn-Lötmittelpunkte)
definiert und implementiert in der Lötmittelmaske 16 der
gedruckten Schaltungsplatine in Positionen über den Leiterbahnen 12a, 12b an
gewünschten
Testzugriffspunkten, wie es in 5A, 5B und 5C dargestellt ist.
Die Testzugriffspunktlöcher 17a, 17b sind
entworfen, um bruchteilmäßig größer zu sein
als die Breite ihrer jeweiligen Leiterbahnen 12a, 12b,
und können drei-
bis zehn- oder mehrmals länger
erstrecken als sie breit sind. Durch Entwerfen der Testzugriffspunktlöcher 17a, 17b,
so dass dieselben nur bruchteilmäßig größer sind
als ihre jeweiligen Leiterbahnbreiten, wie es durch das Loch 17a und
die Leiterbahn 12a in 5B gezeigt
ist, sind die Leiterbahnbreitenabmessungen selbst nicht beeinträchtigt,
was es ermöglicht,
dass die Testzugriffspunktplatzierung bestimmt wird, nachdem das
Platinenlayout abgeschlossen ist. Die Positionen der Testzugriffspunktlöcher 17a, 17b in
der Lötmittelmaske 16 werden
geregelt durch Regeln über
die minimale Sondenbeabstandung und die Nähe zu anderen Bauelementen,
die umgangen werden müssen.
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Sobald
die Testzugriffspunktlöcher 17a, 17b positioniert
sind und die Lötmittelmaske 16 hergestellt
ist, schreitet die Herstellung der gedruckten Schaltungsplatine
fort, wie es in der Technik üblich ist.
Zu diesem Zweck wird bei Schritt 203 eine Lötmittelpaste 11 auf
die Platine 10 aufgebracht, wodurch die Lötmittelmaskenlöcher 17a, 17b unter
Verwendung des gut bekannten Standardsiebdruckprozesses gefüllt werden,
wie es in dem Loch 17a in 5D und 5E dargestellt
ist. Der Bereich des Lochs 17a bestimmt das Volumen der
Lötmittelpaste 11, das
in dem Loch 17a endet.
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Bei
Schritt 204 wird die Lötmittelpaste
an die leitfähigen
Bereiche gelötet,
die durch die Lötmittelmaske
freigelegt sind, beispielsweise unter Verwendung einer Aufschmelzlöttechnik.
Löten ist
ein sehr gut bekannter Prozess. Wie es in der Technik bekannt ist,
ist die Lötmittelpaste
etwa 90 % Metall und 10 % Flussmittel. Wenn die Lötmittelpaste
während dem
Aufschmelzlöten
schmilzt, wird das Flussmittel abgebrannt und verhindert die Oxidation
des Lötmittels
und reduziert das Endvolumen. Oberflächenspannung bewirkt, dass
sich die Paste von einer geradlinigen Form, wie sie durch das Maskenloch
definiert ist, in eine halbkugelförmige Form umformt, die durch
den freigelegten Kupfer definiert ist.
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Somit
wird sich das geschmolzene Lötmittel von
den Wänden 20 des
Testzugriffspunktlochs 17a in der Lötmittelmaske 16 zurückziehen
und einen Wulst 18 bilden, wie es in 5F und 5G dargestellt
ist, der um einen Abstand 21 über die Lötmittelmaske 16 hervorstehen
kann. Dieser Abstand oder die Testzugriffspunktstrukturdicke 21 in
der z-Abmessung des x-, y-, z-Koordinatensystems wird durch den
Bereich der freigelegten Leiterbahn 12a, 12b und das
ursprüngliche
Volumen der Lötmittelpaste 11 definiert.
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Sobald
die Positionen der Testzugriffspunktstrukturen bestimmt wurden,
kann eine ICT-Halterung entworfen werden mit dem Positionieren von kreisförmigen Testsonden 22a, 22b,
wie es in 6A, 6B und 6C dargestellt
ist, um sicherzustellen, dass die Testzugriffspunktstrukturen 18a, 18b (bei
diesem Ausführungsbeispiel
Lötmittelwülste) getroffen
werden, selbst mit den erwarteten Fehlausrichtungen der Sondenmitten.
Der Bereich der Sondenköpfe 24a, 24b kann
größer gemacht werden
als die typischen Testzielbereiche (28 bis 35 tausendstel Zoll),
um den Testerfolg zu verbessern, begrenzt durch Sondendichte und
die Nähe
der naheliegenden Bauelemente, die nicht berührt werden dürfen.
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Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel zu
der Lötmittelwulsttestzugriffspunktstruktur
kann die Dicke der Leiterbahn selbst während dem Leiterbahndruckprozess
in vorbestimmten Testzugriffspunktpositionen erhöht werden. 7 stellt
ein Verfahren 210 gemäß diesem
alternativen Ausführungsbeispiel
zum Herstellen von Testzugriffspunktstrukturen dar. Wie es dargestellt
ist, sobald bei Schritt 211 das Platinenlayout bestimmt
ist, werden dann Testzugriffspunktpositionen entlang den Leiterbahnen
bei Schritt 212 bestimmt. Während der Herstellung der gedruckten
Schaltungsplatine werden bei Schritt 213 die Leiterbahnen
gedruckt, aufgebracht oder anderweitig auf eine dielektrische Schicht
geschichtet. Für jede
Testzugriffspunktposition auf einer bestimmten Leiterbahn wird die
Dicke des Leiterbahnmaterials an dieser Position erhöht.
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8A zeigt
die y- und z-Abmessungen und 8B zeigt
die x- und z-Abmessungen in dem x-, y-, z-Koordinatensystem eines
Paars von Differenzsignalleiterbahnen, die gemäß dem Verfahren von 7 zum
Herstellen von Testzugriffspunktstrukturen implementiert sind. Die
gedruckte Schaltungsplatine 30 umfasst das Substrat 35, überlagert
durch die Masseebene 34, überlagert durch zumindest ein Paar
von Dielektrikum 33 und Leiterbahnschichten 32.
Die freigelegte Leiterbahnschicht 32 ist an den Testzugriffspunktpositionen
dicker, wo die Testzugriffspunktstrukturen 38a, 38b implementiert
sind. Die Testzugriffspunktstrukturen 38a, 38b stehen
um eine vorbestimmte Dicke 39 über einer Lötmittelmaskenschicht 36 hervor.
Wie es in 8A dargestellt ist, wird die
Leiterbahnschicht 32 allmählich dicker, während sich
dieselbe der Position der Testzugriffspunktstruktur 38a in
beiden Richtungen entlang der y-Achse nähert, wo sie einen lokalisierten „Dicke"-Punkt erreicht,
der die Testzugriffspunktstruktur 38a umfasst.
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Eine
Verbesserung der Erfindung zum Sicherstellen, dass die Testzugriffspunktstrukturen nicht
zu unerwünschten
Sekundäreffekten
bei der Leiterbahnimpedanz an den Testzugriffspunkten führen, aufgrund
der Änderung
bei der offensichtlichen Dicke der Leiterbahn in einem lokalisierten
Bereich, ist das Koordinieren von Änderungen an dem Leiterbahnlayout
mit der Platzierung der Testzugriffspunktstrukturen. In dem Layout
gibt es mehrere steuerbare Faktoren, die verwendet werden können, um
den Impedanz-„Höcker" aufgrund der Testzugriffspunktstruktur
zu minimieren. Diese Faktoren umfassen die Breite und die Beabstandung
der Leiterbahnen. Beispielsweise kann die Leiterbahnbreite in der
lokalisierten Region der Testzugriffspunktstrukturposition verengt
werden. Die Verengung der Leiterbahn würde normalerweise die Induktivität der Leiterbahn
erhöhen
und die Kapazität
derselben reduzieren. Da die Testzugriffspunktstruktur jedoch den
entgegengesetzten Effekt hätte,
wirkt die Änderung
bei der Leiterbahnform zum Ausgleichen der Änderungen aufgrund der Testzugriffspunktstruktur
in diesem lokalisierten Bereich der Leiterbahn.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Leiterbahnbreitenverengung in Bereichen der Testzugriffspunktstrukturen
ist so, wie es in 9A, 9B und 9C dargestellt
ist. Wie es darin gezeigt ist, umfasst die gedruckte Schaltungsplatine 50 ein
Substrat 55, überlagert
durch eine Masseebene 54, überlagert durch zumindest ein
Paar von Dielektrikum 53 und Leiterbahnschicht 52.
Die obere Leiterbahnschicht 52 und freigelegte Oberflächen des
Dielektrikums 53 sind überlagert
durch eine Lötmittelmaske 56 mit
einem Loch 57, wo eine Testzugriffspunktstruktur 58 positioniert
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Leiterbahndicke im wesentlichen konstant und eine Testzugriffspunktstruktur
ist implementiert unter Verwendung des Lötmittelwulstprozesses, der
in Verbindung mit 4 und 5A – 5G beschrieben
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Breite 52a der Leiterbahn 52, wie
es in 9A und 9B gezeigt
ist, in Testzugriffspunktpositionen verengt und kehrt an Stellen,
wo keine Testzugriffspunktstruktur an der Leiterbahn 52 befestigt
ist, zu einer im wesentlichen konstanten Breite 52b zurück. Somit
ist die Verengung der Leiterbahn an der Testzugriffspunktposition
wirksam, um die Änderungen
bei der Impedanz, Kapazität
und Induktivität
aufgrund der Testzugriffspunktstruktur in diesem lokalisierten Bereich
der Testzugriffspunktposition auszugleichen.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
von Leiterbahnbreitenverengung in Bereichen von Testzugriffspunktstrukturen
ist so, wie es in 10A, 10B und 10C dargestellt ist. Wie es darin gezeigt ist, umfasst
die gedruckte Schaltungsplatine 60 ein Substrat 65, überlagert
durch eine Masseebene 64, überlagert durch zumindest ein
Paar von Dielektrikum 63 und Leiterbahnschicht 62.
Die obere Leiterbahnschicht 62 und freigelegte Oberflächen des
Dielektrikums 63 sind durch eine Lötmittelmaske 66 mit
einem Loch 67 überlagert,
wo eine Testzugriffspunktstruktur 68 positioniert ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Leiterbahndicke 67 im wesentlichen konstant in
Bereichen, wo keine Testzugriffspunktstruktur implementiert ist,
und erhöht
sich an Positionen von Testzugriffspunktstrukturen. Die Testzugriffspunktstruktur 68 ist
unter Verwendung des Prozesses implementiert, der in Verbindung
mit 7, 8A und 8B beschrieben
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Breite 62a der Leiterbahn 62 in
Testzugriffspunktpositionen verengt, wie es in 10A und 10B gezeigt
ist, und kehrt zu einer wesentlichen konstanten Breite 62b und
Dicke 67 zurück
an Positionen, wo keine Testzugriffspunktstruktur an der Leiterbahn 62 befestigt
ist. Somit ist die Verengung der Leiterbahn an der Testzugriffspunktposition
wirksam, um die Änderungen
bei der Impedanz, Kapazität
und Induktivität
auszugleichen aufgrund der Testzugriffspunktstruktur in diesem lokalisierten
Bereich der Testzugriffspunktposition.
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Von
der obigen detaillierten Beschreibung der Erfindung ist offensichtlich,
dass die vorliegende Erfindung eindeutig die Konfliktprobleme einzigartig löst, die
herkömmliche
Techniken für
Testzugriffspunktplatzierung auf gedruckten Schaltungsplatinen haben.
Insbesondere werden bei dem Paradigma im Stand der Technik Testzugriffspunkte
als „Ziele" auf einer gedruckten
Schaltungsplatine behandelt, die von Sonden getroffen werden. Bei
dem neuen Paradigma, wie es hierin präsentiert wird, sind die Sonden unter
Verwendung von Lötmittelwülsten oder
erhöhter
Leiterbahndicke in die gedruckte Schaltungsplatine selbst integriert
und die Anordnungssonden werden als die Ziele behandelt. Da bei
der Erfindung die Störungen
von Leiterbahnen in der x- und
y-Abmessung minimiert sind und die z-Abmessung der Leiterbahn verwendet
wird, um Testzugriffspunkte zu implementieren, können Testzugriffspunkte beinahe überall entlang
der Leiterbahn platziert werden. Dies ermöglicht es, dass die Platzierungsentscheidung der
Testzugriffspunkte auf der Platine gemäß den Positionen der Anordnungssonden
einer gegebenen Testanordnung gemacht werden und nicht umgekehrt,
wie es im Stand der Technik der Fall ist.