Fases de prueba de PCBA comunes (con un enfoque en la exploración límite en la etapa prototipo)

Las pruebas PCBA (Printed Circuit Board Assembly) son un proceso de varias etapas diseñado para garantizar la calidad, la funcionalidad y la fiabilidad de las placas electrónicas durante todo su ciclo de vida.desde el diseño inicial hasta la producción en serieAunque las pruebas específicas pueden variar, aquí están las fases comunes:

Fases comunes de ensayo de PCBA

1. Control de calidad entrante (IQC) / Inspección de componentes:

   • Cuando:Antes de que comience la asamblea.
   • Objetivo:Verificar que todos los componentes electrónicos individuales (resistores, condensadores, circuitos integrados, etc.) y los PCB desnudos cumplen las especificaciones y están libres de defectos.
   • Métodos:Inspección visual, comprobación de dimensiones, verificación de parámetros eléctricos (mediante multimetros, LCR) y comprobación de autenticidad de los componentes.

2. Inspección de la pasta de soldadura (SPI):

   • Cuando:Inmediatamente después de la impresión con pasta de soldadura.
   • Objetivo:Asegurar el volumen correcto, la altura y la alineación de la pasta de soldadura en las almohadillas antes de colocar los componentes.
   • Métodos:Inspección óptica en 3D con máquinas SPI especializadas.

3. Inspección óptica automatizada (AOI):

   • Cuando:Por lo general, después de la colocación de los componentes (AOI antes del reflujo) y/o después de la soldadura por reflujo (AOI después del reflujo).
   • Objetivo:Para inspeccionar visualmente el PCBA para detectar defectos de fabricación como componentes faltantes, colocación incorrecta de componentes, polaridad incorrecta, cortinas de soldadura, aberturas y otras anomalías visuales.
   • Métodos:Cámaras de alta resolución y un sofisticado software de procesamiento de imágenes en máquinas AOI.

4. Inspección automática por rayos X (AXI):

   • Cuando:Después de la soldadura por reflujo, especialmente para placas complejas o con juntas de soldadura ocultas (por ejemplo, BGA, QFN).
   • Objetivo:Inspeccionar la calidad de las juntas de soldadura (vacíos, cortes, aberturas) y las estructuras de los componentes internos que no son visibles a la inspección óptica.
   • Métodos:Sistemas de imágenes de rayos X.

5. Pruebas en circuito (TIC):

   • Cuando:Después del montaje y de las inspecciones visuales/radiográficas iniciales, normalmente en la producción de volumen medio a alto.
   • Objetivo:Prueba eléctrica de los componentes individuales y sus conexiones en la placa para abrir, cortar, resistencia, capacidad y parámetros funcionales básicos.
   • Métodos:Un accesorio de "cama de clavos" con sondas que entran en contacto con puntos de ensayo específicos en el PCBA.

6. Pruebas con sonda voladora (FPT):

   • Cuando:A menudo se utiliza como alternativa a las TIC, en particular para prototipos, producción de volumen bajo a mediano o placas con puntos de prueba limitados.
   • Objetivo:Prueba eléctrica de componentes e interconexiones, similar a las TIC, pero sin necesidad de un costoso dispositivo personalizado.
   • Métodos:sondas robóticas que se mueven y hacen contacto con los puntos de prueba según lo programado.

7. Pruebas funcionales (FCT):

   • Cuando:Por lo general, el ensayo final, una vez confirmada la integridad estructural y eléctrica.
   • Objetivo:Verificar la funcionalidad general del PCBA mediante la simulación de su entorno operativo real y confirmar que realiza correctamente todas sus funciones diseñadas.
   • Métodos:Instalaciones y software de prueba personalizados que aplican energía, entradas y salidas de monitoreo, a menudo incluyen la programación de microcontroladores o memoria a bordo.

8. Prueba de envejecimiento (prueba de combustión):

   • Cuando:Para los productos que requieren una alta fiabilidad, a menudo después de la FCT, antes del montaje final.
   • Objetivo:Someter al PCBA a un funcionamiento prolongado bajo tensión (por ejemplo, temperatura elevada, voltaje) para detectar fallas en la vida temprana ("mortalidad infantil") y mejorar la fiabilidad a largo plazo.
   • Métodos:Hornos o cámaras de combustión especializados.

Pruebas de exploración límite en la fase de prototipo

Pruebas de exploración de límites, también conocido comoGrupo de Acción Conjunta de Pruebas (JTAG)El análisis de las emisiones de gases de efecto invernadero (IEEE 1149.x) es un método potente y cada vez más común, particularmente valioso durante la fase de desarrollo de la tecnología de la información.Fase de prototipode desarrollo de PCBA.

• Qué es:El escaneo de límites utiliza una lógica de prueba dedicada integrada en circuitos integrados compatibles (IC) en el PCBA.que puede controlar y observar las señales que fluyen dentro y fuera del chipUna ruta de datos serie (la "cadena de escaneo") conecta estas células, permitiendo a un controlador de prueba comunicarse y probar las interconexiones entre los dispositivos compatibles con JTAG.

• Por qué es crucial para los prototipos:

  1. Pruebas sin fijación:A diferencia de las TIC, el escaneo de límites no requiere un accesorio costoso y personalizado de "cama de uñas".hacer que los accesorios fijos sean poco prácticos y caros.
  2. Detección temprana de defectos:Permite a los ingenieros de diseño detectar rápidamente defectos de fabricación como pantalones cortos, abren y problemas de montajeantes de esoEsto es crítico para que un prototipo funcione correctamente más rápido.
  3. Acceso físico limitado:Los PCB modernos a menudo son muy densos en componentes y tienen puntos de prueba físicos limitados.La exploración de límites proporciona acceso virtual a pines e interconexiones que son físicamente inaccesibles o ocultas bajo componentes (como BGA), mejorando considerablemente la cobertura de las pruebas.
  4. Debug más rápido:Al identificar las fallas hasta el nivel específico del alfiler o de la red, el escaneo de límites reduce significativamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para depurar placas de prototipos no funcionales.
  5. Programación en el sistema (ISP):JTAG también se puede utilizar para programar memoria flash, microcontroladores y FPGA directamente en la placa, lo que es muy beneficioso durante las etapas de desarrollo de prototipos y validación de firmware.
  6. Prueba de reutilización:Los vectores de prueba de exploración de límites desarrollados durante la creación de prototipos a menudo se pueden reutilizar o adaptar para pruebas de producción, agilizando la transición a la fabricación.

En esencia, el escaneo de límite proporciona una forma altamente efectiva, no intrusiva y rentable para verificar la integridad estructural de PCBAs prototipo complejos,Acelerar todo el ciclo de desarrollo del producto.