Testul cu sonde zburătoare pentru plăci de circuit și asambluri PCB

Introducere

În prezent, asamblurile PCB sunt practic inima și sufletul tuturor tipurilor de electronice avansate. Dar pe măsură ce plăcile de circuit devin tot mai complexe și sunt încărcate cu componente, producătorii se confruntă cu provocări noi în ceea ce privește verificarea calității produsului și performanța acestuia. Aici intervine testorul cu sonde zburătoare. Este un sistem de testare extrem de avansat și flexibil, care schimbă complet modul în care testarea PCB este realizată testarea. Cel mai interesant aspect? Oferă o acoperire foarte ridicată a testării fără a necesita montaje de testare personalizate.

Atunci când se utilizează sonde zburătoare în Testarea PCB prototipuri, atât în producții mici, cât și în unele procese de fabricație la scară mai mare. Mulți producători se bazează pe aceasta tehnologie deoarece este precisă, rapidă și poate urmări ușor modificările de design.

Spunem asta pentru că, asemenea oricărei echipamente high-tech, trebuie să fii mereu atent la întreținere și reparații pentru a o menține în funcțiune corespunzător.

În acest ghid, vom explica cum testarea cu sonde zburătoare pentru PCB-uri îmbunătățește calitatea produselor, din ce este compus un sistem cu sonde zburătoare, cum trebuie întreținut corect și cum se compară cu alte metode de testare, cum ar fi testarea în circuit (ICT). Indiferent dacă evaluezi o nouă configurație de testare sau încerci să-ți optimizezi cea existentă, acest ghid îți va oferi sfaturi practice pentru a face plăcile de circuit mai fiabile.

Ce este o Test cu Probă Zburătoare ?

Ce este un test cu sonde zburătoare? Gândește-te la el ca la o metodă foarte inteligentă și neinvazivă de testare a ansamblurilor electronice, în special pentru plăcile de circuit imprimat (PCB).

Iată ideea de bază: în loc să folosești acele mașini mari și voluminoase de testare în circuit care necesită un suport personalizat de tip „pat de cuie”, testerele cu sonde zburătoare utilizează niște ace robotice inteligente care se mișcă independent. Ele alunecă peste placă, contactează anumite puncte de testare pentru a efectua măsurători electrice.

În esență, ai mai multe sonde extrem de precise. Toate sunt controlate independent, astfel încât fiecare poate ajunge la locații diferite pe placa PCB, în funcție de fișierele de proiectare și de ce trebuie testat. Această metodologie de testare o face ideală pentru prototipuri noi, serii mici de producție sau orice placă care este actualizată frecvent. Cel mai mare avantaj? Nu trebuie să construiești un suport de testare scump și dedicat de fiecare dată.

Caracteristici cheie:

• Sondele zburătoare se deplasează și ating anumite puncte de testare sau vias pe placa PCB pentru a stabili contact electric.
• Efectuează tot felul de verificări – caută întreruperi și scurtcircuite, măsoară dacă componentele au valoarea corectă, verifică dacă sunt orientate corespunzător și chiar efectuează teste funcționale mai avansate.
• Partea interesantă este că o poți folosi practic la orice etapă – pe o placă goală, pe una parțial montată sau pe o placă cu circuite imprimate complet asamblată.
• Toate datele de testare sunt înregistrate automat, ceea ce este foarte util pentru controlul calității și pentru respectarea standardelor industriale.

De ce să folosești testarea cu sonde zburătoare?

• Configurare rapidă pentru proiecte noi. Trebuie doar să încarci fișierele proiectului și lista de materiale – atât tot.
• Nu este nevoie de dispozitive de testare personalizate. Asta înseamnă că eviți întregul timp de așteptare și costurile legate de un dispozitiv de test dedicat.
• Accesează zone strânse. Sondele pot ajunge aproape oriunde pe placă, oferind o acoperire mare a testării, chiar și în zone greu accesibile pentru testerele tradiționale.

Cum funcționează testerele cu sonde zburătoare

Deci, cum funcționează de fapt un tester cu sonde zburătoare pentru a efectua un test? Este vorba despre un dans bine pus la punct de mișcări și măsurători. Iată procesul tipic:

• În primul rând, se importă programul de testare – ceea ce înseamnă încărcarea celor mai recente fișiere CAD, liste de componente și date privind dispunerea circuitelor în sistem.
• Apoi, sistemul determină automat cele mai bune trasee pentru sondele de testare pentru a accesa în mod automat anumite puncte de pe placa de circuit imprimat – vorbim de pad-uri, vias și puncte dedicate de testare.
• Următorul pas este contactul ușor, dar precis, al fiecărei sonde cu punctul său de testare atribuit. Se vor verifica aspecte precum continuitatea, rezistența, capacitatea și tensiunea pentru a stabili contactul electric – orice măsurători sunt necesare.
• Dar nu este vorba doar de măsurători statice. Aceste echipamente de testare pot efectua și teste funcionale – pot injecta semnale, pot verifica cum reacționează placa și pot executa secvențe de pornire, similar cu ceea ce ați face pe un echipament dedicat de testare funcțională.
• În cele din urmă, colectarea datelor de testare – sistemul colectează și stochează automat toate datele de testare pentru fiecare placă. Acest lucru facilitează identificarea oricăror probleme și verificarea faptului că totul respectă standardele de calitate.

Componentele sistemului de testare cu sonde mobile

Tipuri de teste cu sonde volante și metode de testare

Sistemele de testare cu sonde volante sunt larg utilizate — pot efectua diverse tipuri de verificări în funcție de cerințele plăcii și de etapa din procesul de producție

Tipuri frecvente de proceduri de testare cu sonde volante includ:

• Test de continuitate/scurt-circuit: Acesta este testul de bază — identifică circuitele întrerupte sau scurt-circuitele accidentale
• Test în circuit (ICT): Sondele volante pot realiza multe dintre aceleași verificări ca un sistem ICT tradițional, dar cu o flexibilitate mult mai mare, deoarece nu necesită un fixtur fix
• Testul funcțional: Poate simula modul în care funcţionează dispozitivul, trimitând semnale în diferite părţi ale plăcii pentru a vedea dacă funcţionează corect.
• Scanarea de graniţă: Acest lucru lucrează cu JTAG pentru a face teste mai avansate, în special pe plăci digitale complexe.
• Încercarea de izolare la înaltă tensiune: Aplică o tensiune mare pentru a căuta mici, greu de găsit pantaloni scurți sau scurgeri de curent.
• Încercarea orientării și a valorii componentelor: Verifică dacă componente precum rezistorii şi condensatorii sunt de tipul, valoarea şi poziţia potrivită.
• Încercarea de pornire: Acest lucru permite plăcii să vadă cum se comportă în condiții reale de operare.

Deși testarea cu sonde zburătoare este extrem de flexibilă, alegerea metodei potrivite de testare este determinată de produsul vizat, volumul producției, cerințele specifice de testare și întregul proces de fabricație.

Componentele unui sistem de testare cu sonde zburătoare

Să analizăm principalele componente ale echipamentului de testare cu sonde zburătoare și să explicăm în detaliu rolul lor:

• Sondaje: Acestea sunt acele super-precise și durabile care ating efectiv placa. Au vârfuri elastice sau flexibile pentru a se asigura că contactul este constant și nu zgârie PCB-ul.
• Mecanism de acționare a sondelor: Aceasta este mașinăria—actuatorii de precizie—care mișcă sondele. Aceștia pot deplasa fiecare sondă independent în spațiul 3D, astfel încât să poată ajunge la punctele de testare chiar și pe cele mai aglomerate sau greu accesibile zone ale plăcii.
• Sistem de control: Aceasta este combinația dintre software și hardware care controlează întregul proces. Gestionează secvența de testare, indică sondelor unde să se deplaseze, colectează toate datele și oferă o interfață grafică pentru interacțiune.
• Fixtură de testare (atunci când este necesară): Scopul principal este, de obicei, să nu fie nevoie de un dispozitiv de fixare. Dar pentru plăcile cu formă neregulată sau flexibile, s-ar putea utiliza un suport simplu, reglabil, doar pentru a menține totul perfect aliniat.
• Subsistem de măsurare: Aceasta include toată electronica internă care efectuează testarea electrică propriu-zisă — cum ar fi sursele de alimentare incorporate, multimetrele și osciloscoapele. Totul este integrat în mod fluent în programul de testare.

Aplicații ale testării cu sonde zburătoare

Deci, unde se utilizează de fapt sistemele de testare cu sonde zburătoare? Ele sunt larg răspândite în multe locuri! Flexibilitatea lor, acoperirea excelentă și configurarea rapidă le fac o opțiune preferată în diverse domenii.

• Prototipare și introducere nouă în producție (NPI): Sunt ideale pentru acest scop. Puteți testa un design nou aproape imediat și puteți urmări ușor toate acele modificări din faza incipientă a proiectării.
• Producție de volum mic până la mediu: Dacă nu produceți milioane de unități, investiția într-un dispozitiv de testare personalizat nu se amortizează adesea. Sondele zburătoare vă oferă o acoperire excelentă a testării fără costul mare inițial.
• Plăci HDI și plăci complexe: Pot accesa zone mici de testare și componente cu pas extrem de fin pe care un dispozitiv tradițional de tip „pat de ace” pur și simplu nu le poate atinge fără costuri exorbitante.
• Reparație/Refacere/Analiză în teren: Indiferent dacă este vorba despre o placă defectuoasă de pe linia de producție sau despre un echipament returnat din teren, sondele zburătoare sunt un instrument ideal de diagnostic. Obțineți teste precise imediat, fără a avea nevoie de un dispozitiv special.
• Sectoare reglementate: Sectoare precum cel medical, aerospațial și cel auto le apreciază deoarece oferă date detaliate și urmărirea necesară conform cerințelor standardelor de calitate.

În esență, pe măsură ce produsele devin mai inteligente și ciclurile de viață se accelerează, utilizarea acestui tip de testare agilă continuă să crească. Astfel, aplicațiile testării cu sonde zburătoare continuă să se extindă.

Avantajele testării cu sonde zburătoare

Deci, de ce avantajele testării cu sonde zburătoare sunt evidente, mai ales pentru fabricarea modernă de electronice și asigurarea calității PCB-urilor:

• Nu este nevoie de dispozitive de testare personalizate: Acesta este cel mare. Sari peste dispozitivul scump, realizat la comandă, numit "pat de cuie". Asta înseamnă că economisești o cantitate uriașă de bani de la început, poți începe testarea mult mai rapid și poți modifica designul plăcii fără nicio problemă.
• Coperire mare a testelor: Sistemele de testare cu sonde zburătoare sunt utilizate pe scară largă pentru zonele lor incredibil de mici și dense de pe o placă—gândiți-vă la vioane minuscule sau componente strâns împachetate—care sunt pur și simplu imposibil de atins pentru testerele tradiționale.
• Adaptabilitate pentru prototipuri și serii mici: Este soluția recomandată pentru produse noi și serii mici, unde designurile se modifică încă și trebuie să ajungi rapid pe piață.
• Contact cu puncte de testare specifice: Sondele pot accesa orice punct testabil de pe placă, permițând un control electric extrem de amănunțit de la un capăt la celălalt.
• Timp de Execuție Redus: Deoarece nu trebuie construit și așteptat niciun dispozitiv, poți implementa programul de testare aproape instantaneu.
• Testare eficientă: Software-ul foloseşte o metodă inteligentă de identificare a drumului pentru a muta sondele în cel mai rapid mod posibil, accelerând întregul proces fără a pierde precizia.
• Măsurători de încercare exacte: Contactul direct cu consiliul înseamnă că primeşti semnale clare şi date de încredere.
• - Nu te pune cu adunările. Sonda are un contact moale, care împiedică deteriorarea şi nu lasă urme, chiar şi pe componente delicate.
• Metode de testare flexibile: Un singur sistem poate rula adesea un amestec de teste diferite, cum ar fi funcţionale, în circuit, şi de graniţă scanare, economisind de la necesitatea de mai multe mașini dedicate.
• Suport pentru tipuri speciale de PCB: Lucrează foarte bine cu plăci avansate precum HDI, rigid-flex sau orice alte forme neobişnuite care ar fi un coşmar pentru un aparat standard.

Probele de zbor vs. testele în circuit (ICT) și dispozitivele de testare dedicate

Compararea testerilor cu sonde zburătoare cu mașinile de testare în circuit (ICT) și cu dispozitivele de testare personalizate ajută la clarificarea motivului pentru care sistemele de testare cu probe au devenit atât de populare.

Când să utilizați testarea cu sonde zburătoare

• Dacă lucrezi cu teste de prototip, introduceri de noi produse sau plăci care se schimbă mult, testarea cu sondă zburătoare este cea mai bună alegere. E construit pentru flexibilitate.
• Dar dacă ai o producţie cu volume foarte mari, unde toate punctele de testare sunt uşor accesibile, TIC-urile ar putea fi totuşi modalitatea de a merge mai repede atunci când testezi tablă după tablă.
• Şi sincer, mulţi producători nici măcar nu aleg, folosesc ambele. În acest fel, obțineți cel mai bun din ambele lumi: flexibilitatea de zonde de zbor și în circuit.

Cele mai bune practici pentru testarea și întreținerea sondelor zburătoare

Pentru a obţine cele mai bune practici din sistemul de sonde zburătoare şi pentru a menţine o calitate ridicată a plăcii, iată câteva sfaturi practice de urmat:

Cele mai bune practici pentru zborul cu sondă

• Mentenanță și calibrare regulată: Nu aştepta să se rupă ceva. Curăţaţi, calibraţi şi verificaţi în mod regulat sondele şi sistemul însuşi.
• Optimizaţi căile de sondă: Foloseşte software-ul pentru a optimiza traseele pe care le iau sondele. Călătoriile mai scurte înseamnă teste mai rapide.
• Verifică contactul cu sonda: Fii atent la rezistenţa de contact. Dacă o sondă este uzată, nu va face un contact bun, iar citirile tale vor fi defecte.
• Modificări la testul documentului: De fiecare dată când actualizați un program de testare sau reparați mașina, documentați-l. Înregistrările bune te salvează de dureri de cap mai târziu.
• Controlul mediului: Mențineți zona curată și temperatura/umiditatea stabilă. Acest lucru împiedică mașina să devină exigentă și să vă dea deriva în măsurătorile dumneavoastră.
• Formarea Operatorilor: Asigurați-vă că toți cei care operează sistemul știu cum să-l folosească în siguranță, să configureze testele în mod corespunzător și să rezolve problemele de bază pentru a reduce la minimum timpul de oprire.
• Tabelă de aur/Tabelă de referință: Aveţi întotdeauna la îndemână o placă de măsurare pentru a verifica dacă testatorul efectuează încă măsurători exacte. E un mod rapid de a detecta uzura sau probleme de aliniere a sondei.
• Datele de testare de reexaminare: Nu colectaţi doar rezultatele testelor, analizaţi-le. Caută modele de defecţiune sau schimbări lente ale măsurătorilor care ar putea indica o problemă viitoare.
• Proiectare pentru testare: Când vă instalați PCB-urile, asigurați-vă că includeți puncte de testare ușor accesibile. Face munca tuturor, și fiecare metodă de testare, mult mai ușor.

Concluzie

Astfel, la sfârşitul zilei, testele cu sonde zburătoare au devenit soluţia de care se folosesc producătorii de electronice moderne. Sunt atât de adaptabile şi de precise.

Fie că construiți un prim prototip sau mergeți în producție completă, cele mai mari avantaje ale lor - fără echipamente personalizate, actualizări ușoare și o acoperire excelentă a testelor - vă permit să testați eficient, chiar și atunci când designul plăcilor se schimbă în mod continuu.

Pentru a maximiza investiţia în sistemele de testare a sondelor zburătoare, amintiţi-vă de elementele de bază: ţineţi pasul cu întreţinerea şi calibrarea, folosiţi datele de testare pentru a identifica tendinţele şi pentru a vă îmbunătăţi procesul şi obţineţi ajutor profesional pentru reparaţii atunci

Concluzia? În comparaţie cu vechile metode care necesitau echipamente scumpe şi timpuri lungi de instalare, testarea cu probe zburătoare este un câştig evident, în special pentru prototipuri, loturi mici şi plăcile complexe de astăzi cu densitate ridicată.

Întrebări frecvente (FAQ)

Întrebare: Cum asigură testarea cu probe zburătoare o acoperire completă a testelor pentru PCB-urile moderne?

R: În principiu, deoarece sondele se pot muta în orice loc accesibil, inclusiv în viasele mici și micro-padurile, ele pot ajunge la aproape orice punct de testare de pe placă. Acest lucru este foarte util pentru proiectele HDI dense, unde dispozitivele tradiționale de testare pur și simplu nu pot ajunge oriunde trebuie.

Întrebare: Sunt testele cu sonde zburătoare eficiente pentru producția în volum mare?

R: Este adevărat că testarea cu probe zburătoare este în general mai lentă pe bord decât TIC. Dar poţi să porneşti mai multe sisteme în paralel pentru a creşte performanţa. Pentru volumele foarte mari cu proiecte stabile, multe companii preferă în continuare TIC, dar vor folosi adesea sonde zburătoare mai întâi pentru prototipare și validare timpurie.

Întrebare: Ce întreținere regulată este esențială pentru sistemele de testare a sondelor?

R: Principiile de bază: curăţaţi şi verificaţi cu regularitate sondele, menţineţi sistemul de măsurare calibrat, ţineţi-vă la curent cu actualizările de software şi nu rataţi verificările mecanice programate. O rutină solidă de întreţinere este cheia pentru a menţine totul în funcţiune fără probleme.

Întrebare: Care sunt cele mai bune practici pentru testarea PCB pe baza de sonde aeriene?

A: Cu siguranţă. Păstraţi întotdeauna la îndemână o "placă de aur" pentru a verifica acurateţea, reglaţi-vă programele de testare pentru eficienţă, ţineţi un ochi pe uzura sondei, înregistraţi fiecare reparaţie şi calibrare, instruiţi-vă bine operatorii şi asiguraţi-vă că efectuaţi contro