¿Qué es la prueba de sonda voladora de PCB??
Las pruebas de placas de circuito impreso son un aspecto crítico de Ensamblaje de PCB, permitiéndonos identificar problemas importantes del circuito y abordarlos rápidamente. Existen varios métodos para PCBA pruebas, incluyendo pruebas de sondas voladoras, Pruebas de AOI, prueba de accesorios, etc.. Este artículo profundizará en los detalles de las pruebas con sonda voladora para PCB..
¿Qué es la prueba de sonda voladora??
La prueba de sonda voladora es un método de prueba de circuitos electrónicos que se utiliza principalmente para probar placas de circuito impreso. (PCBS). Emplea un sistema de sonda móvil que esencialmente «moscas» sobre la PCB, hacer contacto eléctrico con puntos de prueba específicos en la PCB. Al final, Identifica defectos y verifica el rendimiento eléctrico del circuito.. El sistema de prueba de sonda voladora consta de varios componentes clave., incluyendo las propias sondas, Accesorios de prueba utilizados para asegurar la PCB en su lugar., y software de control para gestionar el proceso de prueba.
Características estructurales de las pruebas de sonda voladora de PCB
El probador de sonda voladora es una mejora con respecto a los probadores tradicionales de base de clavos., utilizando sondas en lugar de un lecho de clavos. Cuenta con cuatro cabezales con un total de ocho sondas de prueba que pueden moverse de forma independiente a altas velocidades en un mecanismo X-Y., con un espacio de prueba mínimo de 0,2 mm. Durante la operación, la unidad bajo prueba (UUT) se transporta a la máquina de prueba a través de correas u otros sistemas de transferencia UUT, donde luego se fijan las sondas para hacer contacto con las almohadillas de prueba y las vías en la PCB, probando así componentes individuales en la UUT. Las sondas de prueba están conectadas a los controladores. (generadores de señal, fuente de alimentación, etc.) y sensores (multímetros digitales, contadores de frecuencia, etc.) a través de un sistema de multiplexación para probar componentes en la UUT. Mientras se prueba un componente, Otros componentes del UUT están protegidos eléctricamente por las sondas para evitar interferencias en la lectura.. El probador de sonda voladora puede detectar cortocircuitos., circuitos abiertos, y valores de los componentes. Además, Se utiliza una cámara durante las pruebas de sonda voladora para ayudar a localizar componentes faltantes e inspeccionar componentes con formas direccionales claras., como condensadores polarizados.
Capacidades de prueba de sondas voladoras
Mientras que las pruebas con sonda voladora pueden detectar fácilmente cortocircuitos y circuitos abiertos, equiparlos con controladores especiales les permite probar parámetros más complejos también. Las sondas avanzadas pueden sondear y probar simultáneamente ambos lados de tableros multicapa, reduciendo el tiempo necesario para realizar pruebas de una sola cara por separado. Se pueden utilizar diferentes arquitecturas de sondas voladoras para diversas soluciones., como:
Prueba de integridad de la señal: Utilizando reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) o sondas de reflectómetro en el dominio del tiempo junto con instrumentos especializados, Se pueden probar varias características de las trazas de PCB utilizadas para transportar señales de alta velocidad y alta frecuencia.. Esta configuración normalmente captura y mide señales tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia para caracterizar defectos en las rutas de la señal..
Medición de diferencia de fase: Uso de sondas especialmente diseñadas para enviar señales de alta frecuencia entre trazas de referencia y trazas de señal., Se puede medir la diferencia de fase entre ellos.. Esta prueba elimina la necesidad de realizar pruebas de aislamiento por separado para medir la diafonía entre trazas en la PCB..
Pruebas de tensión de alto voltaje: Los PCB pueden tener defectos de aislamiento que las pruebas eléctricas convencionales pueden no detectar. La resistencia de aislamiento entre dos pistas en una PCB puede ser lo suficientemente alta como para pasar las pruebas de resistencia convencionales, pero aún así es inferior a los requisitos de las especificaciones.. Para detectar esto, Se requieren pruebas de estrés de alto voltaje., usando un generador de alto voltaje, sondas apropiadas, y medidores de alta resistencia.
Detección de microcortocircuitos: La presencia de pequeños bigotes puede provocar microcortocircuitos en la PCB. A veces, pueden quemarse durante las pruebas de estrés de alto voltaje, dejando residuos carbonizados en la superficie de la PCB, formando caminos conductores de alta resistencia. Las sondas de detección de microcortocircuitos aplican bajo voltaje para verificar la resistencia entre dos pistas en la PCB, aumentando gradualmente el voltaje hasta un nivel adecuado para la prueba.
Medición de CC Kelvin: Esta es una técnica de medición de CC de alta precisión necesaria para probar BGA y patrones de PCB densamente empaquetados similares.. Se trata de un pasador de fuerza y sentido en la sonda voladora.. Las conexiones Kelvin compensan las pérdidas en la sonda de prueba..
Los sistemas de prueba de sondas voladoras vienen en diferentes tamaños, siendo la variable principal el número de conectores que utiliza el sistema. Por ejemplo, un probador puede tener hasta 16 cabezas de conector, con 8 en la parte superior y 8 en la parte inferior de la PCB. Por supuesto, El costo del sistema aumenta proporcionalmente con la cantidad de conectores que utiliza..
Ventajas de las pruebas con sondas voladoras
En comparación con los accesorios tradicionales de base de clavos o TIC, Las pruebas con sondas voladoras ofrecen varias ventajas:
No se requieren accesorios:A diferencia de los accesorios de base de clavos, La prueba de sonda voladora no requiere la configuración del dispositivo.. Esto ahorra el coste y el tiempo que normalmente se requieren para instalar accesorios TIC.. De hecho, Los fabricantes pueden instalar sondas voladoras inmediatamente después de que los PCB salen de la línea de producción., ya que tienen acceso a los datos de Gerber. Por otro lado, diseñar e instalar accesorios TIC puede llevar semanas.
Desarrollo de programas cortos y rápidos: Dado que las netlists y los datos CAD forman la base para generar programas de prueba de sondas voladoras, y existen múltiples programas de código abierto para traducir esta información, El tiempo de desarrollo del programa es corto y requiere un tiempo mínimo de configuración.. Esto también significa que los cambios de diseño se pueden integrar fácilmente.
Flexibilidad de procesos: A diferencia de los accesorios de las TIC, Las configuraciones de sonda voladora son aplicables a cualquier PCB., Considerando que los accesorios de las TIC son específicos de PCB individuales e inútiles para otros. Modificaciones simples a los programas internos son todo lo que se necesita para adaptarlos a otra placa..
No hay necesidad de puntos de prueba: Dado que las pruebas de sonda voladora se realizan en placas desnudas, Las sondas pueden utilizar almohadillas de componentes sin necesidad de puntos de prueba adicionales..
Contacto de sonda controlado: Las sondas voladoras pueden lograr conexiones precisas a intervalos más cortos en comparación con los lechos de clavos. Por ejemplo, Las sondas voladoras de alta precisión pueden lograr espacios de prueba tan pequeños como 5 micrómetros, mientras que la brecha mínima de las TIC es 0.5 milímetros. Esto los hace muy útiles para placas de circuitos densamente pobladas o para lograr una cobertura más amplia en PCB pequeños..
Soluciones y métodos de prueba de variables: Los sistemas de sondas voladoras pueden ofrecer más soluciones de prueba que las TIC o las camas de clavos. Esto es posible porque con los sistemas de prueba integrados programables, Se pueden utilizar varios tipos de sondas de prueba voladoras..
Alta precisión de medición: Se emplean sondas voladoras específicas para diferentes pruebas., con posicionamiento preciso de la sonda e instrumentos de prueba complementarios, asegurando una alta precisión de medición.
Comentarios rápidos: Dado que los resultados de la prueba de la sonda voladora se pueden obtener en el sitio, transmitir información a la línea de producción puede ayudarlos a realizar rápidamente los ajustes apropiados en el proceso. Similarmente, Los diseñadores de PCB pueden recibir comentarios rápidos durante el diseño de prototipos, permitiéndoles realizar los cambios necesarios antes de la producción..
Cómo funcionan las pruebas de sondas voladoras
Prueba de sonda voladora (FTP) Generalmente es el método preferido para pruebas de lotes pequeños y prototipos de placas de circuito, así como para ensamblaje de PCB, debido a su rentabilidad y conveniencia para estas cantidades más pequeñas..
La principal ventaja radica en la capacidad de completar las pruebas a velocidades que van desde unos pocos días hasta unas pocas horas., Dependiendo de la complejidad de la placa de circuito., incluso para cantidades mayores, y con alta cobertura de pruebas.
Dividamos su funcionamiento en pasos.:
- Crear un programa de prueba FPT
El diseño tiene como objetivo probar toda la placa de circuito y generalmente se completa utilizando una computadora fuera de línea con una aplicación generadora de programas de prueba FTP.. Esto normalmente requiere Gerbers, Listas de materiales, y archivos ECAD. En una máquina con placa base, definir los valores de los componentes a probar, puntos de prueba, formatos de componentes, compensaciones, depuración, etc., y finalmente finalizar el diseño del programa de prueba..
- Cargando el programa al FTP Tester
Los componentes de la placa de circuito que se van a probar se colocan en una cinta transportadora dentro del probador FTP y se transportan al área donde se operan las sondas..
- Aplicación de señales de prueba eléctricas y de potencia.
Estas pruebas se realizan en puntos de sonda y luego se toman lecturas.. Este proceso determina si secciones específicas de la PCB cumplen con los resultados esperados. (componentes). Cualquier falla o desviación del plan establecido y las expectativas indican defectos dentro de la unidad., resultando en una falla de prueba.
Las pruebas con sondas voladoras son una tecnología crucial en la industria electrónica, Garantizar la calidad y funcionalidad de los componentes y sistemas electrónicos.. Estas pruebas utilizan equipos especializados para realizar diversas pruebas eléctricas con y sin contacto en placas de circuito impreso. (PCBS), tableros de cableado impresos (PWB), conjuntos de PCB (PCBA), componentes individuales, y sistemas completos. Proporcionando un método flexible y eficiente para identificar defectos y validar el rendimiento., Las pruebas con sondas voladoras se han convertido en una herramienta esencial para fabricantes e ingenieros..
