Guía de métodos de prueba de PCB

Saltar a:

• ¿Por qué es necesaria la prueba de PCB?
• ¿Qué se está probando?
• Tipos de métodos de prueba de PCB
• Cómo proteger su PCB con mejores diseños
• Elija Circuitos Millenium

Guía de métodos de prueba de placa de circuito impreso

Lo último que quiere cualquier diseñador es descubrir en el último minuto que su producto es defectuoso. Los dispositivos electrónicos de todo tipo, incluso si están diseñados correctamente y construidos meticulosamente, son propensos a tener problemas. Muchos productos electrónicos salen de la etapa de prototipo con muchos errores y problemas para que sus diseñadores los resuelvan. Sin embargo, cuando algo pasa desapercibido hasta que el producto está en el campo, puede significar grandes problemas para la empresa.

Probar la electrónica es muy importante, especialmente para las placas de circuito impreso (PCB), porque evita que ocurran varios problemas. Para tener una idea más clara de cómo las pruebas de PCB pueden mejorar sus productos de PCB, obtenga más información sobre qué es la prueba de PCB y qué métodos principales se utilizan para evaluar PCB.

Por qué es necesaria la prueba de PCB

Las pruebas son una parte crucial del proceso de fabricación de PCB. Cuando las pruebas de PCB se realizan a lo largo del ciclo de producción, pueden ayudar a ahorrar dinero y evitar problemas cuando se trata de la producción final.

Algunas técnicas de análisis de diseño se pueden usar durante las primeras etapas para ayudar a minimizar los problemas importantes durante el proceso de fabricación, pero también hay una amplia gama de métodos de prueba de PCB que se pueden usar en placas físicas. Estas pruebas, que se ejecutan en prototipos o ensamblajes a pequeña escala, analizan más de cerca los posibles cortocircuitos, los problemas de unión de soldadura y la funcionalidad, lo que garantiza que cada PCB probado funcione según lo previsto.

Solicite una cotización gratis

Beneficios de las pruebas de PCB

Muchas empresas ven las pruebas de PCB como una necesidad absoluta debido a las muchas ventajas que les brinda. Vea algunas de las siguientes ventajas principales de las pruebas de PCB:

• Identificación de errores: El principal beneficio de las pruebas de PCB es que ayuda a identificar problemas en los PCB. Ya sea que el problema resida en la funcionalidad, la capacidad de fabricación o en otro lugar, las pruebas de PCB identifican problemas en el diseño y la disposición de una PCB para que los diseñadores puedan ajustarlos en consecuencia.
• Ahorro de tiempo: Las pruebas de PCB en las primeras etapas pueden ayudar a ahorrar tiempo a largo plazo, lo que permite a los diseñadores identificar problemas importantes durante la etapa de creación de prototipos. Las pruebas exhaustivas permiten a los diseñadores determinar la causa raíz de cada problema planteado de forma rápida y sencilla, haciendo ajustes para que puedan continuar con la producción a un ritmo más rápido y reducir el tiempo de entrega del producto.
• Reducción de costes: Las pruebas de PCB evitan la producción inútil de productos defectuosos mediante el uso de prototipos y ensamblajes a pequeña escala para probar los productos. Al completar las pruebas exhaustivas al principio del proceso de diseño, los diseñadores pueden evitar el desperdicio de ensamblajes a gran escala de PCB defectuosas, lo que garantiza que el diseño sea lo más impecable posible antes de entrar en producción. Este paso ayuda a reducir significativamente los costos de producción.
• Menos productos devueltos: Cuando las empresas realizan pruebas de PCB, reducen las posibilidades de vender productos defectuosos o que no cumplen con los estándares de rendimiento. Como resultado, no ven tantos productos devueltos, lo que reduce los costos asociados con el reembolso a los clientes y el manejo de productos defectuosos. Además, tener menos productos devueltos puede resultar en una mayor satisfacción del cliente y una mejor reputación de la empresa.
• Mayor seguridad: Dado que los PCB a menudo se usan en tecnologías electrónicas esenciales, su falla puede causar problemas importantes para la productividad de una empresa o la capacidad de una organización para realizar servicios esenciales. Una placa de circuito impreso defectuosa podría provocar un incendio, lo que podría poner en peligro a quienes estén cerca. Las pruebas antes de la fabricación también pueden garantizar que las máquinas y los trabajadores no sufran daños o lesiones debido a un diseño inadecuado durante la producción.

Si bien no es necesario realizar pruebas exhaustivas para todos los tipos de PCB, especialmente los productos maduros en su ciclo de vida del producto, la mayoría de los nuevos diseños de PCB necesitan pruebas sólidas y frecuentes del proceso de diseño. Al establecer un procedimiento de prueba de PCB apropiado para las necesidades de su organización, puede experimentar los beneficios de las pruebas de PCB.

¿Qué es la prueba de PCB y qué se está probando?

Las pruebas e inspecciones de PCB cubren una amplia variedad de métodos de prueba de placas de circuito impreso que verifican si una PCB cumple con los estándares. Algunos de estos estándares de PCB giran en torno a garantizar que la PCB funcione correctamente de acuerdo con las especificaciones de un proyecto y que no tenga ningún defecto. Los probadores de tableros eléctricos y otros métodos de prueba de tableros de circuitos se utilizan para realizar estas inspecciones y pruebas de PCB.

Los procedimientos de prueba de la placa de circuito evalúan varios componentes de las PCB. Estos componentes son analizados en detalle para asegurar su calidad. Los componentes principales probados se pueden encontrar a continuación:

• Laminación: La calidad del laminado es esencial para la vida útil de una PCB:el laminado que se pela puede causar problemas en la funcionalidad final de una placa. Por lo general, las pruebas de laminación analizarán la resistencia del laminado al desprendimiento por fuerza o aplicación de calor.
• Recubrimiento de cobre :La lámina de cobre de una placa de circuito impreso se lamina a la placa para proporcionar conductividad, pero la calidad del cobre se prueba con frecuencia y se analiza en detalle la resistencia a la tracción y el alargamiento.
• Soldabilidad: Probar la soldabilidad de un material es esencial para que una PCB funcione, ya que garantiza que los componentes se puedan unir firmemente a la placa y evita defectos de soldadura en el producto final. El factor más comúnmente analizado es la humectación, que se refiere a qué tan bien una superficie acepta la soldadura líquida.
• Calidad de la pared del agujero: La calidad de la pared del orificio es otra parte esencial de una PCB, lo que garantiza que las paredes del orificio no se agrieten ni se deslaminen cuando la PCB entre en el campo. Las paredes de los agujeros generalmente se analizan en entornos con ciclos y temperaturas que cambian rápidamente para ver qué tan bien reaccionan al estrés térmico.
• Electricidad: La conductividad eléctrica es esencial para cualquier PCB, por lo que la capacidad de un PCB para pasar corrientes eléctricas con fugas mínimas es una prueba común.
• Entorno: Muchos PCB funcionan en ambientes húmedos, por lo que una prueba común para los PCB es la absorción de agua. En este tipo de pruebas, la placa de circuito impreso se pesa antes y después de colocarla en un ambiente húmedo, y cualquier cambio significativo en el peso genera una calificación reprobatoria.
• Limpieza: La limpieza de los PCB es la capacidad de resistir factores ambientales como la corrosión y la humedad. Por lo general, estas pruebas incluyen el análisis de PCB antes y después de que se sometan a diferentes condiciones ambientales.

La mayoría de estos factores se analizan en las primeras pruebas de materiales y pruebas ambientales. Sin embargo, factores como la conductividad eléctrica y la funcionalidad general se analizan con varios métodos y equipos.

Tipos de métodos de prueba de PCB

Hay varios métodos de prueba de PCB disponibles, y ninguno detectará todos los problemas ni cumplirá con los requisitos de todos los diseñadores. Cada método de prueba se debe considerar detenidamente para determinar si cumple con las necesidades específicas de su entorno de fabricación. Algunos factores a considerar incluyen el tipo de producto que está probando, los problemas que está probando y la confiabilidad del método de prueba. Para brindarle una descripción general de los métodos de prueba disponibles, hemos resumido las principales cualidades de cuatro tipos populares de métodos de prueba de PCB a continuación:

1. Prueba en circuito (TIC)

La prueba en circuito es un método popular de prueba de PCB que muchos fabricantes de PCB prefieren emplear y puede encontrar el 98% de las fallas. Este método de prueba utiliza pasos y equipos de prueba de PCB especiales, que incluyen:

• Probador en circuito: El sistema de prueba contiene una matriz de cientos o miles de controladores y sensores, que realizan las mediciones para la prueba.
• Accesorio: Un accesorio se conecta al probador en circuito y es la parte que interactúa directamente con la placa que se está probando. Este accesorio parece una cama de clavos y está diseñado específicamente para el tablero en cuestión. Cada "clavo", o punto sensor, se conecta a puntos relevantes en el tablero de prueba, y envía información al probador. Los accesorios son generalmente la parte más cara de este sistema.
• Software: El software para el probador le indica al sistema qué pruebas debe realizar para cada tipo de placa que se está probando y dicta los parámetros para aprobar o fallar.

Usando el método ICT, un fabricante puede probar componentes individuales y medir su rendimiento, independientemente de los otros componentes que se les adjunten. En general, este tipo de prueba es mejor para 3 circuitos analógicos, ya que es mejor para medir resistencia, capacitancia y otras medidas analógicas. Además, el costo del equipo significa que este método de prueba es más adecuado para la prueba final de productos estables de gran volumen, no para producciones de bajo volumen o etapas de prueba tempranas donde el diseño puede cambiar varias veces.

2. Prueba en circuito sin accesorios (FICT)/Prueba de sonda voladora

La prueba en circuito sin accesorios (FICT), también conocida como prueba de sonda voladora, es un tipo de TIC que funciona sin los accesorios personalizados, lo que reduce el costo total de la prueba. Presentado por primera vez en 1986, FICT usa un accesorio simple para sostener la placa mientras los pines de prueba se mueven y prueban los puntos relevantes usando un programa controlado por software. Desde su introducción, FICT ha ganado un uso generalizado en toda la industria de fabricación de productos electrónicos por su versatilidad.

Las pruebas FICT se utilizan para las mismas cosas que las TIC tradicionales, pero debido a la forma en que se realizan las pruebas, ofrecen diferentes ventajas y desventajas. Si bien FICT es capaz de adaptarse a las nuevas placas de forma rápida, fácil y rentable, con un simple cambio de programación, tiende a ser más lento que las TIC tradicionales. Esta cualidad lo convierte en un método de prueba ideal para pruebas de producción pequeña y pruebas de prototipos, pero menos eficaz para la producción a gran escala.

3. Prueba de circuito funcional

Una prueba de circuito funcional es exactamente lo que parece:prueba la función del circuito. Este tipo de prueba siempre llega al final del plan de fabricación, utilizando un probador funcional para verificar si una PCB terminada funciona según las especificaciones.

Algunas respuestas a preguntas comunes sobre las pruebas de circuitos funcionales y cómo funcionan se pueden encontrar a continuación:

• ¿Cómo funcionan los probadores funcionales? Los probadores funcionales vienen en varios tipos, pero generalmente comparten la misma función:simulan el entorno final en el que se supone que funciona la PCB. Los probadores funcionales generalmente lo hacen interactuando con la PCB a través de sus puntos de prueba o conectores de borde y probando para certificar que la PCB funciona de acuerdo con las especificaciones de diseño.
• ¿Los circuitos funcionales son lo mismo que las TIC? De alguna manera, las pruebas de circuitos funcionales son similares a las TIC en el sentido de que utilizan conectores para conectarse a la placa. En el caso de los probadores de circuitos funcionales, utilizan dispositivos de pin pogo para conectarse a la PCB y, por lo general, necesitan menos pines que un dispositivo ICT. Luego, el equipo de prueba ejecuta programas para probar la PCB, asegurándose de que el equipo funcione exactamente como se espera.
• ¿Cuándo se realizan las pruebas funcionales del circuito? Como se indicó anteriormente, las pruebas de circuitos funcionales son el último tipo de prueba que se completa en un plan de fabricación de PCB, lo que garantiza que el producto que sale funcione de acuerdo con las especificaciones.
• ¿Qué evalúa una prueba de circuito funcional? En general, las pruebas de circuitos funcionales solo analizan la funcionalidad del producto como un todo y lo califican como aprobado o reprobado. Como resultado, no es un método de prueba ideal para los primeros prototipos, ya que no identifica los detalles sobre lo que está mal con el producto.

4. Prueba de exploración de límites

La prueba de escaneo de límites analiza las líneas de cables en las PCB y se usa ampliamente como una forma de probar circuitos integrados cuando no es posible llegar a todos los nodos del circuito. En este tipo de prueba, las celdas se colocan en los cables desde el silicio hasta los pines externos, probando la funcionalidad de la placa.

La gran cualidad diferenciadora de este tipo de test es su capacidad para evaluar un tablero sin llegar a todos sus nodos. Esta cualidad es importante para evaluar circuitos integrados con varias capas y alta densidad, ya que estos tipos de PCB se han vuelto más comunes en los últimos años.

De hecho, este método de prueba es bastante versátil y puede usarse para varias aplicaciones, incluidas pruebas a nivel de sistema, pruebas de memoria, programación flash y emulación de unidad central de procesamiento (CPU), entre otras funciones. Se usa comúnmente en el servicio de campo para detectar problemas en el funcionamiento de los sistemas.

Cómo proteger su PCB con mejores diseños

Para proteger mejor su PCB y hacer que pase una inspección y prueba, puede considerar utilizar algunas de las mejores técnicas de diseño disponibles en la actualidad. El diseño para la fabricación (DFM), el diseño para el ensamblaje (DFA), el diseño para la prueba (DFT) y el diseño para la cadena de suministro (DFSC) son algunas de las mejores técnicas de diseño utilizadas para garantizar que una placa de circuito impreso se fabrique correctamente.

Esencialmente, los diseñadores usan estas técnicas en la etapa de esquemas y simulación para garantizar que una PCB cumpla con varios parámetros y estándares antes de enviarla a la etapa de fabricación. Obtenga más información sobre DFM, DFA, DFSC y DFT a continuación.

Diseño para Fabricación

DFM es el proceso de organizar una topología de PCB teniendo en cuenta el proceso de fabricación. Con esta mentalidad de diseño, la topología de diseño de PCB pretende mitigar los problemas que suelen ocurrir durante los procesos de fabricación y ensamblaje, incluidos:

• Astillas e islas: Las piezas de cobre que flotan libremente en una capa de PCB pueden causar problemas en un diseño de PCB, lo que tiende a ocurrir cuando un diseño incluye varias áreas con pequeñas islas de cobre entre las trazas. Estas piezas pueden desprenderse y provocar interferencias en otras partes de la placa y las islas, trazar impedancia, trazar inexactitudes, impedancia y otros problemas.
• Puentes de soldadura: Cuando las pistas y los pines se colocan demasiado juntos y no se usa una máscara de soldadura en un diseño, la soldadura puede crear puentes entre los pines, lo que provoca cortocircuitos y corrosión, además de otros problemas.
• Cobre a borde: A veces, el cobre de una PCB está demasiado cerca del borde de la placa, lo que provoca cortocircuitos durante el proceso de grabado cuando se aplica corriente eléctrica.

Las pruebas de DFM deben implementarse al principio de la línea de tiempo de un proyecto para reducir los costos generales y el tiempo de desarrollo. Hay muchos programas de software disponibles que identifican problemas como los mencionados anteriormente.

Diseño para montaje

Para cualquier ensamblaje de PCB, es esencial conectar los componentes de forma segura a la placa de circuito. Desafortunadamente, hacerlo puede ser difícil cuando el diseño es difícil de ensamblar, por lo que DFA es esencial. Con DFA, el objetivo es determinar cómo diseñar la PCB para que el ensamblador pueda completar su trabajo de manera rápida y efectiva.

El proceso de DFA incluye los siguientes pasos:

• Minimice las entradas de materiales.
• Elija componentes fácilmente disponibles.
• Dé a los componentes una cantidad adecuada de espacio entre ellos.
• Aplicar estándares generales de diseño de PCB.
• Haga que las marcas de los componentes sean precisas y claras.

Al igual que DFM, las pruebas de DFA deben implementarse al principio del proceso de diseño de un proyecto para minimizar los costos de producción y el tiempo de desarrollo del producto. Los programas de software de prueba de PCB están disponibles para ayudar a garantizar que los diseños de PCB cumplan con los estándares DFA.

Diseño para prueba

DFT es un tipo de diseño que ayuda a que las pruebas sean más exhaustivas y menos costosas. Esencialmente, las PCB diseñadas con DFT en mente están diseñadas para facilitar la detección y localización de fallas. De esta forma, es más fácil ejecutar las pruebas de forma rápida y precisa, lo que reduce la cantidad de tiempo necesario para realizar las pruebas. Para que esto funcione, los diseñadores deben saber exactamente qué tipo de métodos de prueba utilizarán en cada etapa de producción y diseñar la PCB para que funcione de manera óptima con ellos.

DFT puede requerir una gran cantidad de esfuerzo adicional de diseño e ingeniería en el proceso de diseño de PCB, lo que compensa fácilmente la cantidad de tiempo ahorrado durante las pruebas. Sin embargo, la cantidad de tiempo invertido se compensa fácilmente con una disminución general de los costos de fabricación. Dado que las fallas son más fáciles de encontrar, es menos probable que se envíen PCB con fallas ocultas, lo que reduce el costo de la insatisfacción del cliente y las posibles retiradas.

Diseño para la cadena de suministro

Una cosa que muchos diseñadores no consideran es el ciclo de vida de un producto o componente. A menudo, ciertos componentes se vuelven obsoletos durante el ciclo de vida del producto de una PCB y se vuelve más difícil obtener ese componente de manera rentable. Es fundamental tener en cuenta los ciclos de vida de los componentes al diseñar nuevos productos con técnicas DFSC.

Mantenerse al tanto de los ciclos de vida incluye hablar con un fabricante por contrato de productos electrónicos con experiencia para determinar la disponibilidad de existencias y fuentes alternativas para los componentes de una placa de circuito impreso al principio del proceso de diseño. A largo plazo, esta estrategia de DFSC ayudará a ahorrar dinero al garantizar una vida útil prolongada para un diseño de PCB.

Elija Millennium Circuits para pruebas de PCB

Independientemente del método que utilice, la prueba de PCB es un paso esencial en el proceso de diseño, lo que ayuda a ahorrarle a su negocio una gran cantidad de tiempo y dinero al prevenir errores antes de que afecten su producción. Sin embargo, para ejecutar con éxito las pruebas en sus PCB, necesita un proveedor en el que pueda confiar para garantizar que sus prototipos se fabriquen a pedido en todo momento. Millennium Circuits Limited puede ayudar.

Brindamos varios prototipos y servicios de producción a pequeña escala que pueden ayudarlo a acelerar su proceso de prueba. Con una fiabilidad increíble y sin tarifas ocultas, nos aseguramos de que pueda confiar en nosotros para proporcionarle prototipos de alta calidad para su próxima ronda de pruebas de PCB. ¡Obtenga una cotización hoy!

Solicite una cotización gratis