Testpunkt

Leiterplattenausschnitt mit Testpunkten

Ein Testpunkt oder Testpad ist ein auf einer Leiterplatte angebrachter Kontakt, der während des Tests einer Leiterplatte in einem In-Circuit-Tester den elektrischen Kontakt zwischen dem zu prüfenden Netzwerk-Knoten und der Testnadel des Adapters herstellt.

Testpunkte sind in der Regel nur eine Verdickung einer Leiterbahn, bei der der Lötstopplack ausgelassen wurde. Teilweise werden auch Durchkontaktierungen einer Leiterplatte als Testpunkt genutzt, um Platz zu sparen.

Der Abstand zwischen zwei Testpads wird als Pitch bezeichnet. Dieser Abstand wird oftmals noch in Inch definiert, sodass heute noch viele Testpunkte einen Abstand von 2,54 mm aufweisen (bei größeren Leiterplatten). Bei den feineren Leiterplatten kommen nun immer vermehrt metrische Einheiten zum Zuge. Die Leiterplatten werden auch immer mit kompakteren Strukturen und kleineren Testpads ausgestattet (Platzeinsparung), dadurch auch die Anforderungen an die Prüfmaschinen steigen.

Einfluss vom Testpunktabstand auf die elektrische Prüfung mit Adaptern

• Pitch > 2,54 mm: alter Standard bei größeren Leiterplatten
• Pitch > 0,80 mm: konventioneller Adapter mit Federstiften
• Pitch > 0,30 mm: Starrnadeladapter (Adapter wird anhand von Führungsbohrungen ausgerichtet)
• Pitch > 0,15 mm: Starrnadeladapter (Adapter wird anhand von Kamera-Korrekturwerten ausgerichtet)

Einfluss vom Testpunktgröße auf die elektrische Prüfung mit Adaptern

Mit der Größe des Testpunkts müssen alle Ungenauigkeiten in der Leiterplattenfertigung ausgeglichen werden können wie etwa Schrumpfung und Dehnung. Werden die Adapter über Fangstifte geführt, müssen beim Prüfen mit Adaptern folgende Toleranzen berücksichtigt werden:

• Adaptergenauigkeit: Toleranz zwischen dem Fangstift und den einzelnen Messkontakten
• Fangstift zu Führungsbohrung: benötigtes Spiel, damit Leiterplatte nicht im Adapter verklemmt
• Führungsbohrung zu Layout: Führungsbohrungen und Printlayout werden nicht in demselben Prozess gefertigt
• Layoutgenauigkeit: Schrumpfung, Dehnung und Verdrehung des Layouts
• Pad-Rand: die leicht konvexe Oberfläche am Padrand sollte nicht kontaktiert werden

Die benötigte Padgröße kann nun aus den Toleranzen ermittelt werden. Es ist dabei zu beachten, dass sich gewisse Toleranzen gegenseitig auch aufheben können.

Fazit: Vor allem die Toleranzen der Fertigung bestimmt die Größe der benötigten Testpunkte. Sind die zu kontaktierenden Strukturen kleiner als es die Toleranzbetrachtung erlaubt, muss die Kontaktierung optisch ausgerichtet werden, wodurch gewisse Toleranzen eliminiert werden können.

Einfluss vom Testpunkten und Verbindungsleitungen auf die elektrische Funktion der Schaltung

Sofern es beim Einsatz von Testpunkten zu zusätzlichen Leitungszügen, welche den Testpunkt mit dem elektrischen Netz verbinden, auf der Leiterplatte kommt, besteht die Gefahr, dass es zu zusätzlichen Störungen bei der Baugruppe kommen kann. jede zusätzliche Leitung kann als Antenne wirken, über die zusätzliche Störstrahlung ausgesendet werden kann. Hierbei kann es zu Störungen bei anderen Schaltungsteilen oder bei benachbarten Geräten kommen. Es ist aber auch der andere Fall möglich, bei dem über die zusätzliche Verbindungsleitung zu einer Einkoppelung von äußeren Störungen kommen kann. Hierbei kann es zu Beeinträchtigung der Schaltfunktion der Baugruppe kommen.

Das Risiko von Störungen kann minimiert werden, indem die Testpunkte direkt an der Verbindungsleitung angebracht werden, ohne zusätzliche Kupferbahnen auf der Leiterplatte zu verwenden. Sofern dies nicht möglich ist, sollte die Verbindungsleitung zwischen dem Testpunkt und dem eigentlichen elektrischen Leiterzug auf der Leiterplatte möglichst gering sein.

Alternativen zu Testpunkten

Test über Kundenschnittstelle

Bei voll bestückten Leiterplatten besteht oft die Situation, dass kein Platz mehr für die Prüfpunkte ist. Hierzu wird in diesem Fall versucht, Kundenschnittstellen, die auf der Baugruppe vorhanden sind, zur Kontaktierung der elektrischen Netze zu verwenden. Häufig kann über die Kundenschnittstelle nur ein Teil der elektrischen Netze kontaktiert werden. Je nach Anwendungsfall kann die Anzahl von Prüfpunkten reduziert werden.

Boundary-Scan

Ebenfalls können beim Einsatz der Boundary-Scan-Testmethode Prüfpunkte auf der Leiterplatte eingespart werden. Diese Testmethode kann im Bereich von digitalen Signalen verwendet werden. Diese Testmethode kann die Anzahl der erforderlichen Prüfpunkte auf der Baugruppe reduzieren.

Weblinks

• Link zur Erläuterung von: Adapter-, Substrat- und Testertoleranzen