Qu'est-ce que le test de sonde volante de PCB?
Le test des cartes de circuits imprimés est un aspect essentiel de Assemblage PCB, nous permettant d'identifier les problèmes majeurs du circuit et de les résoudre rapidement. Il existe différentes méthodes pour PCBA essai, y compris les tests de sonde volante, Tests AOI, test des luminaires, etc.. Cet article approfondira les détails des tests de sondes volantes pour les PCB.
Qu'est-ce que le test de sonde volante?
Le test de sonde volante est une méthode de test de circuits électroniques principalement utilisée pour tester les cartes de circuits imprimés. (PCBS). Il utilise un système de sonde mobile qui essentiellement “vole” sur le PCB, établir un contact électrique avec des points de test spécifiques sur le PCB. Finalement, il identifie les défauts et vérifie les performances électriques du circuit. Le système de test de sonde volante se compose de plusieurs composants clés, y compris les sondes elles-mêmes, dispositifs de test utilisés pour maintenir le PCB en place, et un logiciel de contrôle pour gérer le processus de test.
Caractéristiques structurelles des tests de sondes volantes de PCB
Le testeur de sonde volante est une amélioration par rapport aux testeurs de lit d'ongles traditionnels, utiliser des sondes au lieu d'un lit de clous. Il comporte quatre têtes avec un total de huit sondes de test qui peuvent se déplacer indépendamment à grande vitesse sur un mécanisme X-Y., avec un écart de test minimum de 0,2 mm. Pendant l'exploitation, l'unité testée (UUT) est transporté dans la machine d'essai via des courroies ou d'autres systèmes de transfert d'UUT, où les sondes sont ensuite fixées pour entrer en contact avec les plots de test et les vias du PCB, testant ainsi des composants individuels sur l'UUT. Les sondes de test sont connectées aux pilotes (générateurs de signaux, alimentation électrique, etc.) et capteurs (multimètres numériques, comptoirs de fréquence, etc.) via un système de multiplexage pour tester les composants sur l'UUT. Pendant qu'un composant est testé, les autres composants de l'UUT sont électriquement protégés par les sondes pour éviter les interférences de lecture. Le testeur à sonde volante peut détecter les courts-circuits, circuits ouverts, et valeurs des composants. En plus, une caméra est utilisée lors des tests de sonde volante pour aider à localiser les composants manquants et à inspecter les composants avec des formes directionnelles claires, comme les condensateurs polarisés.
Capacités de test des sondes volantes
Tandis que les tests de sonde volante peuvent facilement détecter les courts-circuits et les circuits ouverts, les équiper de pilotes spéciaux leur permet également de tester des paramètres plus complexes. Les sondes avancées peuvent sonder et tester simultanément les deux côtés des cartes multicouches, réduisant le temps nécessaire aux tests unilatéraux séparés. Différentes architectures de sondes volantes peuvent être utilisées pour diverses solutions, tel que:
Test d'intégrité du signal: Utilisation de la réflectométrie du domaine temporel (TDR) ou des sondes de réflectomètre dans le domaine temporel ainsi que des instruments spécialisés, diverses caractéristiques des traces de PCB utilisées pour transporter des signaux à haute vitesse et haute fréquence peuvent être testées. Cette configuration capture et mesure généralement les signaux dans les domaines temporel et fréquentiel pour caractériser les défauts dans les chemins de signal..
Mesure de différence de phase: Utilisation de sondes spécialement conçues pour envoyer des signaux haute fréquence entre les traces de référence et les traces de signal, la différence de phase entre eux peut être mesurée. Ce test élimine le besoin de tests d'isolation séparés pour mesurer la diaphonie entre les traces sur le PCB..
Tests de contrainte haute tension: Les PCB peuvent présenter des défauts d'isolation que les tests électriques conventionnels peuvent ne pas détecter. La résistance d'isolement entre deux traces sur un PCB peut être suffisamment élevée pour réussir les tests de résistance conventionnels, mais néanmoins inférieure aux exigences des spécifications.. Pour détecter cela, des tests de résistance à haute tension sont nécessaires, en utilisant un générateur haute tension, sondes appropriées, et compteurs à haute résistance.
Détection de micro-court-circuit: La présence de minuscules moustaches peut entraîner des micro-courts-circuits sur le PCB. Parfois, ils peuvent brûler lors des tests de résistance à haute tension, laissant des résidus carbonisés sur la surface du PCB, former des chemins conducteurs à haute résistance. Les sondes de détection de micro-court-circuit appliquent une basse tension pour vérifier la résistance entre deux traces sur le PCB, augmenter progressivement la tension jusqu'à un niveau adapté aux tests.
Mesure Kelvin CC: Il s'agit d'une technique de mesure CC très précise requise pour tester les BGA et les modèles de circuits imprimés similaires densément emballés.. Cela implique une broche de force et de détection dans la sonde volante. Les connexions Kelvin compensent les pertes dans la sonde de test.
Les systèmes de test à sonde volante sont disponibles en différentes tailles, la variable principale étant le nombre de connecteurs utilisés par le système. Par exemple, un testeur peut avoir jusqu'à 16 têtes de connecteur, avec 8 en haut et 8 au bas du PCB. Bien sûr, le coût du système augmente proportionnellement au nombre de connecteurs qu'il utilise.
Avantages des tests par sonde volante
Par rapport aux lits de clous traditionnels ou aux luminaires ICT, les tests par sonde volante offrent plusieurs avantages:
Aucun luminaire requis:Contrairement aux luminaires pour lit de clous, les tests de sonde volante ne nécessitent pas de configuration de luminaire. Cela permet d'économiser le coût et le temps généralement requis pour la configuration des appareils TIC.. En fait, les fabricants peuvent installer des sondes volantes immédiatement après que les PCB sortent de la chaîne de production, car ils ont accès aux données Gerber. D'autre part, la conception et l'installation de luminaires TIC peuvent prendre des semaines.
Développement de programmes courts et rapides: Étant donné que les netlists et les données CAO constituent la base de la génération de programmes de test de sondes volantes, et il existe plusieurs programmes open source pour traduire ces informations, le temps de développement du programme est court et nécessite un temps de configuration minimal. Cela signifie également que les modifications de conception peuvent être facilement intégrées.
Flexibilité des processus: Contrairement aux luminaires pour lit à ongles d'ICT, les configurations de sondes volantes sont applicables à n'importe quel PCB, alors que les fixations sur lit de clous d'ICT sont spécifiques à des PCB individuels et inutiles pour un autre. De simples modifications des programmes internes suffisent pour les adapter à une autre carte.
Pas besoin de points de test: Étant donné que les tests de sondes volantes sont effectués sur des cartes nues, les sondes peuvent utiliser des plots de composants sans avoir besoin de points de test supplémentaires.
Contact de sonde contrôlé: Les sondes volantes peuvent réaliser des connexions précises à des intervalles plus rapprochés par rapport aux lits d'ongles. Par exemple, les sondes volantes de haute précision peuvent atteindre des écarts de test aussi petits que 5 micromètres, alors que l’écart minimum des TIC est 0.5 millimètres. Cela les rend très utiles pour les circuits imprimés densément peuplés ou pour obtenir une couverture plus large sur les petits PCB..
Solutions et méthodes de tests variables: Les systèmes de sondes volantes peuvent offrir plus de solutions de test que les TIC ou les lits de clous. Ceci est possible car avec des systèmes de test intégrés programmables, divers types de sondes de test volantes peuvent être utilisés.
Haute précision de mesure: Des sondes volantes spécifiques sont utilisées pour différents tests, avec positionnement précis de la sonde et instruments de test complémentaires, garantissant une grande précision de mesure.
Commentaires rapides: Étant donné que les résultats des tests de sonde volante peuvent être obtenus sur site, la transmission d'informations à la chaîne de production peut les aider à effectuer rapidement les ajustements de processus appropriés. De la même manière, Les concepteurs de PCB peuvent recevoir un retour rapide lors de la conception du prototype, leur permettant d'apporter les modifications nécessaires avant la production.
Comment fonctionnent les tests de sondes volantes
Test de sonde volante (FPT) est généralement la méthode préférée pour les tests de petits lots et de prototypes de circuits imprimés ainsi que pour l'assemblage de circuits imprimés en raison de sa rentabilité et de sa commodité pour ces petites quantités.
Le principal avantage réside dans la possibilité de réaliser des tests à des vitesses allant de quelques jours à quelques heures., en fonction de la complexité du circuit imprimé, même pour de plus grandes quantités, et avec une couverture élevée des tests.
Décomposons son fonctionnement en étapes:
- Création d'un programme de test FPT
La conception vise à tester l'ensemble du circuit imprimé et est généralement réalisée à l'aide d'un ordinateur hors ligne avec une application génératrice de programme de test FTP.. Cela nécessite généralement des Gerbers, Nomenclatures, et fichiers ECAD. Sur une machine avec une carte mère, définir les valeurs des composants à tester, points de test, formats de composants, compensations, débogage, etc., et finalement finaliser la conception du programme de tests.
- Téléchargement du programme sur le testeur FTP
Les composants du circuit imprimé à tester sont placés sur un tapis roulant à l'intérieur du testeur FTP et transportés vers la zone où les sondes sont utilisées..
- Application des signaux de test électriques et de puissance
Ces tests sont effectués aux points de sonde, puis des lectures sont prises. Ce processus détermine si des sections spécifiques du PCB répondent aux résultats attendus (composants). Tout échec ou écart par rapport au plan établi et aux attentes indique des défauts au sein de l'unité., entraînant un échec du test.
Les tests par sondes volantes sont une technologie cruciale dans l'industrie électronique, assurer la qualité et la fonctionnalité des composants et systèmes électroniques. Ces tests utilisent un équipement spécialisé pour effectuer divers tests électriques avec et sans contact sur les cartes de circuits imprimés. (PCBS), tableaux de câblage imprimés (PWB), Assemblages de circuits imprimés (PCBA), composants individuels, et des systèmes entiers. En fournissant une méthode flexible et efficace pour identifier les défauts et valider les performances, les tests par sonde volante sont devenus un outil essentiel pour les fabricants et les ingénieurs.
