Equipo de ensayo de PCBA

El equipo de prueba de PCBA (ensamblaje de placa de circuito impreso) se refiere a la maquinaria y herramientas especializadas utilizadas para verificar la calidad, funcionalidad y fiabilidad de las placas de circuito ensambladas. Este equipo es crucial para identificar defectos y garantizar que la PCBA funcione como se diseñó antes de integrarse en un producto final.

Tipos de equipos de prueba de PCBA:

El tipo de equipo utilizado depende del método de prueba específico y de la etapa del proceso de fabricación. Aquí hay un desglose:

1. Equipos de inspección (Centrados en la calidad de fabricación)

Estas máquinas comprueban principalmente los defectos físicos y los errores de ensamblaje.

• Máquina de inspección de pasta de soldadura (SPI):

  • Propósito: Inspecciona la calidad de la aplicación de la pasta de soldadura antes de que se coloquen los componentes y se realice la soldadura por reflujo. Mide el volumen, la altura, el área y la alineación de la soldadura.
  • Función: Utiliza imágenes 3D para garantizar una deposición de pasta de soldadura precisa y consistente, evitando defectos de soldadura comunes.

• Máquina de inspección óptica automatizada (AOI):

  • Propósito: Inspecciona automáticamente la PCBA en busca de defectos visuales después de la colocación de componentes y/o la soldadura por reflujo.
  • Función: Utiliza cámaras de alta resolución para capturar imágenes de la placa y las compara con una imagen de referencia "dorada". Detecta componentes faltantes, componentes incorrectos, errores de polaridad, cortocircuitos, circuitos abiertos, colocación incorrecta de componentes y defectos en las uniones de soldadura.

• Máquina de inspección de rayos X automatizada (AXI):

  • Propósito: Utiliza rayos X para inspeccionar las uniones de soldadura y los componentes que están ocultos a la vista, como los conjuntos de rejilla de bolas (BGA), los Quad Flat No-leads (QFN) o los componentes debajo de otros componentes.
  • Función: Proporciona una forma no destructiva de examinar la calidad de las uniones de soldadura (vacíos, cortocircuitos, circuitos abiertos) y las estructuras internas de los componentes que no se pueden ver con la inspección óptica.

2. Equipos de prueba eléctrica y funcional (Centrados en el rendimiento y la fiabilidad)

Estas máquinas encienden la PCBA y verifican sus características eléctricas y su comportamiento operativo.

• Máquina de prueba en circuito (ICT) / Probador de "cama de clavos":

  • Propósito: Prueba eléctricamente componentes y conexiones individuales en la PCBA para obtener valores y continuidad adecuados.
  • Función: Utiliza un accesorio hecho a medida con sondas con resorte que hacen contacto con puntos de prueba específicos en la placa. Comprueba rápidamente circuitos abiertos, cortocircuitos, resistencia, capacitancia, inductancia y, a menudo, puede verificar la presencia y la orientación correcta de los componentes.
  • Ideal para: Producción de alto volumen debido a su velocidad y cobertura exhaustiva de defectos de fabricación, aunque los costos de los accesorios pueden ser altos.

• Probador de sonda voladora (FPT):

  • Propósito: Similar a ICT, pero utiliza sondas robóticas y móviles para probar puntos individuales en la PCBA sin un accesorio fijo.
  • Función: Es más flexible y rentable para la producción de bajo a mediano volumen o prototipos, ya que no requiere un accesorio personalizado. Puede probar cortocircuitos, circuitos abiertos, resistencia, capacitancia y valores básicos de componentes.
  • Ideal para: Prototipos rápidos y tiradas de producción más pequeñas donde los costos de los accesorios para ICT no son justificables.

• Accesorio/sistema de prueba funcional (FCT):

  • Propósito: Verifica la funcionalidad general de la PCBA simulando su entorno operativo del mundo real.
  • Función: La PCBA se enciende, se proporcionan entradas y se monitorean las salidas para garantizar que funcione según sus funciones previstas de acuerdo con las especificaciones de diseño. Esto a menudo implica software y hardware de prueba personalizados específicos del producto.
  • Ideal para: Confirmar el rendimiento del producto final y validar el funcionamiento de toda la PCBA.

• Hornos/cámaras de prueba de envejecimiento (Burn-in):

  • Propósito: Somete la PCBA a un funcionamiento prolongado bajo temperaturas, voltajes u otras condiciones de estrés elevados.
  • Función: Diseñado para acelerar posibles fallos de componentes que podrían ocurrir al principio de su ciclo de vida ("mortalidad infantil"). Este proceso ayuda a eliminar los componentes más débiles y a mejorar la fiabilidad general del producto.

• Cámaras de prueba ambiental:

  • Propósito: Simula diversas condiciones ambientales (por ejemplo, temperaturas extremas, humedad, vibración, golpes) para evaluar la durabilidad y el rendimiento de la PCBA en entornos hostiles.
  • Función: Ayuda a identificar fallas de diseño o debilidades de los materiales que podrían provocar fallas bajo estrés del mundo real.

3. Equipos generales de laboratorio y depuración:

Si bien no son máquinas de línea de producción, estas son herramientas esenciales para las pruebas, la depuración y la I+D de PCBA.

• Multímetro: Mide el voltaje, la corriente y la resistencia para solucionar problemas de circuitos.
• Osciloscopio: Visualiza las señales eléctricas a lo largo del tiempo, crucial para analizar formas de onda, sincronización y ruido.
• Fuente de alimentación (programable): Proporciona voltaje y corriente controlados para alimentar la PCBA durante las pruebas.
• Carga electrónica: Simula cargas variables en las salidas de la PCBA para probar su rendimiento en diferentes condiciones.
• Analizador lógico: Captura y analiza señales digitales, útil para depurar microcontroladores e interfaces digitales.
• Analizador de espectro: Mide la potencia de la señal en un espectro de frecuencia, esencial para las pruebas de RF y EMI/EMC.
• Lupas/Microscopios: Para la inspección visual detallada y la reelaboración de componentes pequeños y uniones de soldadura.