Flying Probe vs ICT: La comparación definitiva para pruebas de PCB

Introducción

En el campo actual en rápida evolución del ensamblaje y la prueba de placas de circuito impreso (PCB), garantizar una alta calidad y fiabilidad del producto es crucial para los fabricantes de PCB y diseñadores electrónicos. Al buscar soluciones de prueba eficientes, escalables y rentables, destacan dos enfoques: la prueba en circuito (ICT), comúnmente conocida como prueba "bed of nails", y la prueba con sonda volante (FPT).
Ambos métodos se consideran entre los mejores, pero la elección entre ICT y FPT sigue siendo un debate continuo que requiere una comprensión y discusión más profundas. Seleccionar el método de prueba adecuado según diferentes escalas de producción, diseño y requisitos de prueba es fundamental.
Esta guía es una herramienta de navegación integral que le ayudará a comprender estos dos sistemas de pruebas. Incluye no solo ejemplos del mundo real y consejos prácticos, sino también opiniones de expertos. A través de esta guía, obtendrá una comprensión completa de las diferencias clave entre ellos: prueba con sonda volante frente a ICT, prueba con sonda volante frente a prueba en circuito, las ventajas de cada configuración de prueba y los escenarios en los que cada método de prueba es más adecuado para sus necesidades de pruebas de PCB.

Qué es la Prueba con Sonda Volante Pruebas ?

La prueba con sonda volante es una solución de prueba altamente flexible y sin herramientas, adecuada para la prototipificación de PCB, producción de volumen pequeño a mediano y pruebas de introducción de nuevos productos (NPI). Elimina la necesidad de fijaciones dedicadas para posicionamiento de pines, utilizando en su lugar sondas de prueba móviles (hasta ocho o más) controladas por robótica avanzada y software de prueba.
La ventaja principal de este método de prueba radica en su diseño, que combina velocidad y adaptabilidad, permitiendo el contacto físico con puntos de prueba específicos (pads, vias, componentes) en la PCB sin necesidad de accesorios dedicados costosos y laboriosos. Este sistema de prueba es ideal para aplicaciones que requieren ajustes frecuentes en el diseño y garantiza actualizaciones fáciles cuando se lanzan nuevas versiones.

¿Cómo funciona una prueba con sonda volante?

1. Importar datos CAD y lista de redes: Los ingenieros de pruebas cargan los datos completos del diseño de la PCB (incluyendo la lista de redes de la PCB) en la sonda de prueba volante.
2. Generar programa de prueba: El software de prueba planifica automáticamente la trayectoria de la sonda para contactar múltiples puntos de prueba en la PCB.
3. Sondas móviles en acción: La sonda volante automatizada se mueve de un punto de prueba a otro para realizar pruebas de resistencia, capacitancia, circuito abierto y cortocircuito.
4. Informes de Cobertura de Pruebas: El sistema recopila datos en tiempo real de cada red o punto de control y detecta inmediatamente posibles fallas o defectos de ensamblaje.

Las pruebas con sonda volante pueden incluir verificaciones dinámicas de "LED de prueba", comprobaciones de orientación de componentes SMD y (si están configuradas correctamente) pruebas dinámicas Programación de IC.

¿Qué es la prueba en circuito (ICT)?

La prueba en circuito (ICT), también conocida como prueba tipo cama de clavos o simplemente prueba ICT, ha sido durante mucho tiempo el estándar de la industria para la producción masiva. Este método utiliza equipos de prueba especializados equipados con cientos o incluso miles de pines con resortes, cada uno alineado con precisión a un punto de prueba o nodo específico en la placa de circuito impreso.
Los probadores ICT (también conocidos como probadores en circuito) pueden probar todos los nodos de una placa de circuito impreso simultáneamente con una sola pulsación, permitiendo una inspección automatizada de alta velocidad de toda la placa para detectar circuitos abiertos, cortocircuitos, errores digitales, puentes de soldadura y otros defectos de ensamblaje.

¿Cómo funciona la prueba ICT?

• Diseño de accesorios de prueba personalizados: Cada nuevo circuito impreso requiere un dispositivo dedicado con pines para contactar puntos específicos de prueba en la placa.
• Colocación de la placa: La PCB se presiona sobre estos pines móviles/flexibles en una sola operación.
• Prueba simultánea: Mediante la inyección de señales en el equipo de prueba, los sistemas ICT pueden realizar pruebas de circuito abierto, cortocircuito y valor de componentes en todas las redes del circuito en una sola operación, maximizando así la eficiencia.
• Generación automática de informes: El software de prueba generará informes detallados de rendimiento, tasa de defectos y cobertura de pruebas para cada lote.

ICT vs Prueba con sonda volante: Diferencias clave

Velocidad de prueba y capacidad de procesamiento

• ICT: Permite la prueba simultánea de cada punto de prueba, lo que es muy rápido e ideal para producción masiva: cientos de placas de circuito impreso pueden probarse por hora.
• Flying Probe: Esta prueba es una prueba secuencial porque la sonda móvil solo puede contactar un punto de prueba a la vez; por lo tanto, el ciclo de prueba es relativamente largo, lo que la hace más adecuada para prototipos o producción de lotes pequeños a medianos.

Requisitos del Fixture

• ICT: Cada impreso diseño de placa de circuito requiere una plataforma de prueba dedicada y diseñada a medida. Estas plataformas de prueba son costosas y tienen tiempos de entrega largos, especialmente con modificaciones frecuentes.
• Flying Probe: Este método no requiere equipos especiales, solo modificaciones de software. La sonda móvil es fácil de ajustar, y el programa de prueba se puede actualizar rápidamente, acortando el ciclo de depuración.

Flexibilidad y Gestión de Cambios

• ICT: Su flexibilidad es insuficiente. Cualquier modificación en el diseño (como cambiar la ubicación de los puntos de prueba en la placa de circuito impreso) significa que el equipo de prueba debe volver a fabricarse.
• Flying Probe: Este enfoque ofrece una gran flexibilidad y es ideal para prototipado rápido. Cualquier cambio en el diseño solo requiere una actualización única del programa de prueba.

Cobertura y Precisión de Pruebas

• Prueba ICT: Analizar más nodos simultáneamente permite una cobertura de prueba más completa. Esto es particularmente útil para detectar problemas menores de soldadura y realizar pruebas de integración funcionales.
• Probador de Sonda Voladora: Este método es eficaz para la detección de circuitos abiertos/cortocircuitos y detección a nivel de componentes, pero puede tener algunas limitaciones en comparación con ICT para nodos inaccesibles.

Riesgo y Mantenimiento

• Probadores ICT: Riesgo de desgaste o desalineación de las puntas del accesorio que pueden causar fallos falsos o arañazos.
• Prueba con Sonda Voladora: Contacto suave de la sonda; riesgo mínimo de daño a la PCB.

Ventajas y Desventajas de la Prueba con Sonda Voladora y ICT

Tabla comparativa detallada: ICT vs. Flying Probe (continuación)

Cuándo usar cada sistema de prueba: Una guía práctica

Cuándo usar la prueba con sonda volante

• Su trabajo de prueba de PCB es un prototipo, una fase inicial de NPI o un lote pequeño.
• El diseño del circuito aún está cambiando; necesita una adaptación rápida y flexible.
• Necesita una solución de prueba rápida y económica que elimine tiempos de espera y el costo de plataformas de prueba.
• El análisis DFT o DFM está en curso; necesita iterar a través de los puntos de prueba.
• Los puntos de prueba en las placas de circuito impreso están distribuidos en áreas de alta densidad y son difíciles de alcanzar.

Cuándo usar ICT/Prueba de circuito integrado

• Su diseño de circuito está completo y está aumentando gradualmente la producción.
• Un alto rendimiento (prueba sincrónica) y el menor tiempo posible de prueba por tarjeta son cruciales.
• El presupuesto permite una inversión inicial en equipos de prueba, que luego puede generar retornos sobre la inversión en aplicaciones a mayor escala.
• Se requieren pruebas funcionales, programación de componentes y otras comprobaciones en circuito.
• La disposición de las placas de circuito impreso no debería cambiar mucho en el próximo ciclo de producción.

Combinación de pruebas con sonda y pruebas en circuito

¿Por qué utilizar pruebas híbridas? Combinar pruebas sucesivas con sonda volante y pruebas en circuito puede satisfacer las diversas necesidades de ensamblaje en líneas de producción modernas de placas de circuito impreso, desde la verificación del diseño hasta la producción masiva:

• Las sondas volantes ayudan a desarrollar estrategias iniciales de prueba, identifican problemas de diseño en las pruebas y apoyan órdenes de cambio de ingeniería (ECO).
• Una vez definidos el diseño y los puntos de prueba, invierta en equipos de tecnología de la información y comunicación para permitir pruebas eficientes y una producción rápida y de alto volumen.

Preguntas frecuentes sobre pruebas ICT y con sonda volante

P: ¿Cuál método de prueba es mejor para la validación DFM/DFT?

A: Las mediciones con sonda volante ofrecen ventajas inigualables para la iteración de diseños y los esfuerzos de diseño orientado a la fabricación. No requieren instalación de hardware y permiten una respuesta rápida a los cambios en el diseño.

P: ¿Cuál es la diferencia principal entre sonda volante y prueba de circuito en línea?

A: La tecnología ICT utiliza un lecho de clavijas para probar todos los nodos de una placa de circuito impreso simultáneamente, lo que la hace ideal para aplicaciones de alto volumen y bajo costo. La prueba con sondas móviles, por otro lado, utiliza un método de prueba secuencial (sonda móvil), adecuado para producción de pequeños lotes y capaz de manejar con flexibilidad múltiples modificaciones de PCB.

P: ¿Puede la prueba con sonda volante realizar pruebas funcionales completas?

A: Aunque es factible para circuitos simples, las pruebas ICT (junto con dispositivos funcionales) suelen usarse más comúnmente para verificar completamente el funcionamiento de un circuito.

P: ¿Cuál es el riesgo de depender únicamente de un sistema de prueba?

A: Depender de un solo método de inspección puede llevar a omitir defectos o cuellos de botella durante el lanzamiento de nuevos productos y la producción en masa. Combinar dos métodos de inspección (o complementarlos con inspección óptica automatizada o inspección por rayos X) puede cumplir con todos los requisitos de cobertura de inspección.

P: ¿Qué tan rápido es ICT frente al flying probe?

R: Los sistemas ICT generalmente pueden probar cientos de placas de circuito impreso por hora. En contraste, las pruebas con flying probe podrían probar solo unas decenas por hora, dependiendo de la complejidad de la placa de circuito.

Conclusión: La mejor prueba para sus necesidades de PCB

La elección entre pruebas en circuito y pruebas con sonda volante depende en última instancia de los requisitos de producción, la complejidad de la placa, el presupuesto y el tiempo de comercialización. Las pruebas con sonda volante sobresalen en las etapas iniciales, rápidas e innovadoras del desarrollo de productos, permitiendo iteraciones rápidas del diseño y retroalimentación inmediata. Las pruebas en circuito, con su equipo dedicado y capacidades de prueba simultánea, ofrecen cobertura de prueba integral, rápida y rentable para líneas de ensamblaje maduras, estables y a gran escala.