Teste de sonda voadora PCB: O que é? Como funciona?

Antes das placas de circuito impresso (PCB) e PCBs montados saem da fábrica, eles passam por testes rigorosos para detectar quaisquer problemas com os circuitos ou conexões elétricas. Esses testes ajudam a garantir que as placas serão confiáveis ​​e terão um bom desempenho nos produtos finais. E muitos fabricantes de PCB usam uma abordagem de teste predominante chamada teste de sonda voadora. Neste artigo, Vou explicar o que é o teste de sonda voadora, como funciona o processo, e outro método de teste comumente usado para PCB e PCBA. Para iniciar, vamos ver o que exatamente acontece durante um teste de sonda voadora.

O que é o teste de sonda voadora PCB?

O teste de sonda voadora utiliza sondas móveis que podem fazer contato em vários pontos de teste na placa simultaneamente. This method utilizes probes that can move around and “fly” to different locations on the circuit board. As sondas entram em contato com a parte superior e inferior da placa para alcançar os pontos de teste. Eles são capazes de viajar para testar vários condutores ou componentes, e depois vá para outra área do tabuleiro para testar outra coisa. Como as sondas não têm acesso limitado à placa e podem testar inúmeros pontos de conexão, o teste de sonda voadora oferece uma solução econômica para placas nos estágios iniciais de desenvolvimento. Ele executa verificações não energizadas de capacitância, função de diodo, indutância, abre, resistência, shorts, e mais.

Como funciona o teste de sonda voadora?

1. O engenheiro de teste leva os dados CAD para o PCB que precisa ser testado. Esses dados são inseridos no programa de teste, que permite que a unidade de teste mapeie o layout do PCB e PCB componentes. E os dados são combinados com especificações para que o conselho identifique quais áreas precisam de testes.
2. A unidade em teste (UUT) é colocado no testador por meio de uma correia transportadora. As sondas são codificadas para se mover ao longo do eixo XY da placa, viajando de ponto a ponto. Isso permite que os cabeçalhos entrem em contato com cada ponto de teste individualmente.
3. À medida que a sonda faz contato, ele conduz uma corrente elétrica através de cada conexão. A corrente flui de volta através de um sistema de multiplexação e sensores, que mede o sinal. Os componentes que não estão sendo testados são blindados para evitar perturbações de sinal. As leituras detectam quaisquer curtos ou componentes defeituosos. Uma câmera fornece visualização aproximada do UUT para identificar problemas físicos.

Vantagens e Limitaçãos de teste de sonda voadora

Vantagens do teste de sonda voadora

• Sem acessórios personalizados

O teste de sonda voadora elimina a necessidade de dispendiosos, luminárias personalizadas demoradas. As sondas podem ser programadas para atingir qualquer ponto de teste na placa sem acessórios. Essa flexibilidade economiza tempo e custo em comparação com testes práticos que exigem projeto e fabricação de acessórios personalizados. Para placas de baixo volume ou protótipos, uma sonda voadora é uma solução de teste ideal sem fixação.

• Configuração rápida

Um dos principais benefícios dos testes de sondas voadoras é a capacidade de configurar o processo de teste em um período de tempo relativamente curto.. Ele utiliza sondas voadoras programáveis ​​que podem ser rapidamente configuradas para fazer contato com pontos de teste em uma placa de circuito impresso.

• Ampla gama de opções de testes

Sondas voadoras podem realizar uma gama completa de tipos de testes durante uma única passagem, incluindo continuidade, resistência, capacitância, Voltagem, e testes funcionais.

• Adaptabilidade

Se o design da placa mudar, as sondas voadoras podem ser rapidamente reprogramadas para o novo layout sem a necessidade de modificar as ferramentas. Isso reduz custos e atrasos.

Limitações do teste de sonda voadora

• Incapacidade de validar circuitos ativos

O teste da sonda voadora não liga o circuito durante o teste. Isso impede a validação do produto totalmente funcional. A natureza sem energia fornece apenas testes parciais.

• Potenciais danos físicos

O contato direto das sondas pode amassar ou danificar as superfícies da via e da almofada na placa. Alguns fabricantes veem esses pequenos amassados ​​como defeitos, embora melhorar a tecnologia da sonda possa resolver isso.

• Risco de juntas de solda ruins

Às vezes, as sondas tocam os cabos dos componentes em vez de pousar nas áreas de teste. Este contato pode potencialmente afrouxar ou enfraquecer as conexões de solda.

• Não é ideal para placas complexas de alto volume

O número limitado de sondas deve cobrir todos os pontos de teste em grandes, complexo, placas de alto volume. Esta extensa cobertura necessária torna-se problemática e ineficiente em comparação com soluções como testes de acessórios.

Teste de sonda voadora vs.. Teste no circuito (TIC)

Ao testar conjuntos completos de placas de circuito impresso, os fabricantes devem escolher entre duas metodologias proeminentes: teste de sonda voadora (TPF) e testes no circuito (TIC). Ambas as abordagens visam verificar a funcionalidade geral da placa e identificar quaisquer problemas de montagem da PCB ou falhas de componentes, mas utilizam diferentes técnicas e equipamentos para realizar testes.

O que são testes em circuito (TIC)?

Teste no circuito, ou TIC, é um método que depende de acessórios customizados para testar placas de circuito impresso montadas. Esses acessórios incluem sondas meticulosamente posicionadas para estabelecer conexões elétricas com os pontos de teste na placa em avaliação. Os acessórios fornecem acesso a partes críticas do circuito para que sinais de teste possam ser injetados e medições sejam feitas para validar a montagem. Os sistemas TIC verificam defeitos comuns na montagem da PCB, como circuitos abertos ou curtos-circuitos, componentes ausentes ou inseridos incorretamente, e valores impróprios de resistor/capacitor. Ao projetar luminárias especificamente adaptadas a um Design de PCB, todos os principais componentes e nós de circuito podem ser testados com eficiência de uma só vez para uma cobertura completa do teste.

Diferenças entre teste de sonda voadora e teste em circuito

Embora os testes de TIC dependam de grandes racks de equipamentos dedicados complexos, o teste de sondas voadoras adota uma abordagem mais flexível, usando sondas que podem se mover por toda parte e entrar em contato com pontos de interesse. Em vez de desenvolver ferramentas personalizadas, Os sistemas FPT dependem de programação desenvolvida a partir de dados CAD que orientam as sondas para locais alvo em cada placa de forma dinâmica. Embora ambos os métodos envolvam testes por meio de sondas, FPT e TIC diferem significativamente na aplicação prática:

1. Custo-benefício

A FPT evita custos dispendiosos de fixação ao programar qualquer layout com base nos dados CAD disponíveis.

Execuções de protótipos ou placas de baixo volume podem ser testadas sem investimento em acessórios personalizados. Contudo, A produção de volumes muito elevados com designs inalterados pode justificar as despesas de instalação das TIC.

2. Acessibilidade

Os grandes pinos fixos de um equipamento TIC devem ser projetados de forma personalizada para cada placa e podem enfrentar limitações de acesso físico. Em contraste, O teste de sonda voadora usa sondas móveis em miniatura que podem alcançar quase qualquer local da placa sem problemas.

3. Flexibilidade

Ao alternar entre diferentes designs de PCB, Os engenheiros de testes de TIC devem passar por longos procedimentos de mudança para reconfigurar os mapeamentos de pinos. Contudo, os sistemas de teste de sonda voadora podem adaptar rapidamente os testes por meio de software para várias placas. Isso torna o FPT mais adequado para misturas altas, produção de baixo volume.

4. Cobertura de teste

Os testes de TIC utilizam uma “cama de pregos” paralela para acessar muitos pontos simultaneamente e verificar completamente o desempenho alimentado. Enquanto as sondas de teste voadoras são ágeis, a natureza sequencial dos testes pode deixar passar certos tipos de defeitos. Falhas funcionais também são mais difíceis de detectar sem alimentação aplicada durante o FPT.

Outros métodos de teste de PCB comumente usados

Além de testes de sonda voadora e testes em circuito, as placas de circuito impresso devem passar por uma variedade de outros testes para validar totalmente o desempenho e a qualidade. Algumas outras técnicas de teste de PCB comumente usadas incluem:

• Teste funcional

O teste funcional é realizado para verificar se a placa de circuito impresso está funcionando corretamente e todos os circuitos, componentes, e as interfaces estão funcionando conforme projetado. Tipicamente, este processo envolve ligar a placa de circuito a um dispositivo de teste e, posteriormente, avaliar a funcionalidade da placa.

• Inspeção visual

É o teste mais fundamental usado pelos fabricantes de PCB. Envolve simplesmente examinar cuidadosamente a placa concluída para verificar se há falhas ou defeitos perceptíveis.. Durante a inspeção visual, os técnicos examinarão todas as áreas da placa em busca de problemas como juntas de solda ruins, posicionamento incorreto do componente, vestígios danificados, contaminação da placa, e mais.

• Inspeção por Raios-X

Um dos métodos de teste mais avançados usados ​​para placas de circuito impresso é Inspeção por raio-X.

Isso permite que os fabricantes olhem dentro da placa e identifiquem quaisquer problemas ocultos que não possam ser detectados por meio de exame visual básico..

• Teste EMI

As placas de circuito impresso são frequentemente submetidas a interferência eletromagnética (EMI) teste. Isso avalia quão bem a placa pode suportar e operar normalmente em ambientes com ruído e interferência eletromagnética.

• Teste Elétrico

Um conjunto essencial de testes para placas de circuito impresso concentra-se na validação das principais características elétricas da própria placa.. Teste elétrico inclui verificações de resistência, indutância, e capacitância.