Avant que les circuits imprimés (PCB) et les PCB assemblés ne quittent l'usine, ils sont soumis à des tests rigoureux pour détecter tout problème de circuit ou de connexions électriques. Ces tests garantissent la fiabilité et les performances optimales des cartes dans les produits finis. De nombreux fabricants de PCB utilisent une méthode de test courante appelée test à sonde mobile. Dans cet article, j'expliquerai ce qu'est le test à sonde mobile, son fonctionnement et d'autres méthodes de test couramment utilisées pour les PCB. PCBAPour commencer, regardons ce qui se passe exactement lors d’un test de sonde volante.
Qu'est-ce que le test de sonde volante PCB ?
Les tests par sondes mobiles utilisent des sondes mobiles capables d'établir simultanément des contacts avec plusieurs points de test sur la carte. Cette méthode utilise des sondes mobiles qui peuvent se déplacer et se déplacer vers différents emplacements du circuit imprimé. Les sondes touchent le haut et le bas de la carte pour atteindre les points de test. Elles peuvent se déplacer pour tester divers conducteurs ou composants, puis se déplacer vers une autre zone de la carte pour tester un autre élément. Comme les sondes n'ont pas de limite d'accès à la carte et peuvent tester d'innombrables points de connexion, les tests par sondes mobiles constituent une solution économique pour les cartes en début de développement. Ils effectuent des vérifications hors tension de la capacité, du fonctionnement des diodes, de l'inductance, des circuits ouverts, de la résistance, des courts-circuits, etc.
Comment fonctionnent les tests de sonde volante ?
- L'ingénieur d'essais récupère les données CAO du circuit imprimé à tester. Ces données sont saisies dans le programme de test, ce qui permet à l'unité d'essai de cartographier le circuit imprimé et PCB composants électriques . Et les données sont combinées avec les spécifications du conseil pour identifier les zones qui nécessitent des tests.
- L'unité testée (UUT) est placée sur le testeur via un tapis roulant. Les sondes sont programmées pour se déplacer le long de l'axe XY de la carte, d'un point à un autre. Cela permet aux embases de contacter chaque point de test individuellement.
- Lorsque la sonde entre en contact, un courant électrique traverse chaque connexion. Ce courant circule à nouveau via un système de multiplexage et des capteurs, qui mesurent le signal. Les composants non testés sont blindés pour éviter toute perturbation du signal. Les mesures détectent les courts-circuits ou les composants défectueux. Une caméra permet une visualisation rapprochée de l'unité sous test afin d'identifier les problèmes physiques.
Avantages et Limitations de tests de sondes volantes
Avantages des tests par sonde volante
- Pas de luminaires personnalisés
Les tests par sondes mobiles éliminent le recours à des montages personnalisés coûteux et chronophages. Les sondes peuvent être programmées pour cibler n'importe quel point de test de la carte sans montage. Cette flexibilité permet de gagner du temps et de l'argent par rapport aux tests sur lit de clous, qui nécessitent la conception et la fabrication de montages personnalisés. Pour les cartes en faible volume ou les prototypes, une sonde mobile est la solution idéale pour les tests sans montage.
- Installation rapide
L'un des principaux avantages des tests par sondes mobiles est la possibilité de mettre en place le processus de test dans un délai relativement court. Ce système utilise des sondes mobiles programmables, rapidement configurables pour établir un contact avec les points de test d'un circuit imprimé.
- Large gamme d'options de test
Les sondes volantes peuvent effectuer une gamme complète de types de tests au cours d'un seul passage, notamment des tests de continuité, de résistance, de capacité, de tension et fonctionnels.
- Adaptabilité
Si la conception de la carte est modifiée, les sondes volantes peuvent être rapidement reprogrammées selon la nouvelle configuration sans modification de l'outillage. Cela réduit les coûts et les délais.
Limites des tests par sonde volante
- Incapacité à valider les circuits sous tension
Les tests à sonde mobile ne mettent pas le circuit sous tension pendant le test. Cela empêche la validation du produit en parfait état de fonctionnement. L'absence d'alimentation ne permet qu'un test partiel.
- Dommage physique potentiel
Le contact direct des sondes peut endommager les surfaces des vias et des pastilles de la carte. Certains fabricants considèrent ces petites bosses comme des défauts, mais l'amélioration de la technologie des sondes pourrait résoudre ce problème.
- Risque de mauvaises soudures
Les sondes touchent parfois les fils des composants plutôt que les pastilles de test. Ce contact peut potentiellement desserrer ou fragiliser les soudures.
- Pas idéal pour les cartes complexes à volume élevé
Le nombre limité de sondes doit couvrir tous les points de test sur des cartes volumineuses, complexes et à volume élevé. Cette couverture étendue requise devient problématique et inefficace par rapport à des solutions comme les tests de montage.
Test de sonde volante vs. Essais en circuit (ICT)
Lors des tests d'assemblages de circuits imprimés complets, les fabricants doivent choisir entre deux méthodes principales : les tests à sonde mobile (FPT) et les tests en circuit (ICT). Ces deux approches visent à vérifier le fonctionnement global de la carte et à identifier les problèmes d'assemblage ou les défauts des composants, mais utilisent des techniques et des équipements différents pour réaliser les tests.
Qu'est-ce que le test en circuit (TIC) ?
Le test en circuit, ou ICT, est une méthode qui s'appuie sur des dispositifs personnalisés pour tester les circuits imprimés assemblés. Ces dispositifs comprennent des sondes soigneusement positionnées pour établir les connexions électriques avec les points de test de la carte à tester. Ces dispositifs permettent d'accéder aux parties critiques du circuit afin d'injecter des signaux de test et de prendre des mesures pour valider l'assemblage. Les systèmes ICT détectent les défauts courants d'assemblage des circuits imprimés, tels que les circuits ouverts ou les courts-circuits, les composants manquants ou mal insérés, et les valeurs incorrectes des résistances/condensateurs. En concevant des dispositifs spécifiquement adaptés à chaque situation, Conception de PCB, tous les composants clés et nœuds de circuit peuvent être testés efficacement à la fois pour une couverture de test complète.
Différences entre les tests à sonde volante et les tests en circuit
Alors que les tests ICT reposent sur de grands racks de montages dédiés complexes, les tests par sondes mobiles adoptent une approche plus flexible grâce à l'utilisation de sondes mobiles sur la carte et en contact avec les points d'intérêt. Plutôt que de développer un outillage sur mesure, les systèmes FPT s'appuient sur une programmation élaborée à partir de données CAO qui guide les sondes vers des emplacements cibles sur chaque carte de manière dynamique. Bien que les deux méthodes impliquent des tests via des sondes, les tests FPT et ICT diffèrent sensiblement dans leur application pratique :
- Efficacité des coûts
FPT évite les coûts de montage coûteux en programmant n'importe quelle disposition en fonction des données CAO disponibles.
Des séries de prototypes ou de cartes en faible quantité peuvent être testées sans investissement dans des montages personnalisés. Cependant, des séries de production très importantes avec des conceptions inchangées peuvent justifier le coût des montages des TIC.
- Accessibilité
Les grandes broches fixes d'un dispositif ICT doivent être conçues sur mesure pour chaque carte et peuvent être soumises à des limitations d'accès physique. En revanche, les tests par sonde mobile utilisent des sondes miniatures mobiles qui peuvent atteindre presque n'importe quel emplacement de la carte sans problème.
- Flexibilité
Lors du passage d'une conception de circuit imprimé à une autre, les ingénieurs de test ICT doivent suivre de longues procédures de changement pour reconfigurer le mappage des broches. Cependant, les systèmes de test à sonde mobile permettent d'adapter rapidement les tests via un logiciel à différentes cartes. Le FPT est ainsi mieux adapté à la production à forte diversité et à faible volume.
- Couverture de test
Les tests ICT utilisent un « lit de clous » parallèle pour accéder simultanément à de nombreux points et vérifier intégralement les performances sous tension. Bien que les sondes de test à sonde mobile soient agiles, la nature séquentielle des tests peut passer à côté de certains types de défauts. Les défauts fonctionnels sont également plus difficiles à détecter sans alimentation pendant le test FPT.
Autres méthodes de test de PCB couramment utilisées
Outre les tests par sonde mobile et les tests en circuit, les circuits imprimés doivent subir divers autres tests pour valider pleinement leurs performances et leur qualité. Parmi les autres techniques de test de circuits imprimés couramment utilisées, on peut citer :
- Test fonctionnel
Les tests fonctionnels permettent de vérifier le bon fonctionnement du circuit imprimé et le bon fonctionnement de tous les circuits, composants et interfaces. Généralement, ce processus consiste à connecter le circuit imprimé à un dispositif de test, puis à évaluer ses fonctionnalités.
- Inspection visuelle
Il s'agit du test le plus fondamental utilisé par les fabricants de circuits imprimés. Il consiste simplement à examiner attentivement la carte une fois terminée afin de détecter tout défaut visible. Lors de l'inspection visuelle, les techniciens analysent toutes les zones de la carte à la recherche de problèmes tels que des soudures défectueuses, un mauvais positionnement des composants, des pistes endommagées, une contamination de la carte, etc.
- Inspection aux rayons X
L’une des méthodes de test les plus avancées utilisées pour les cartes de circuits imprimés est Inspection aux rayons X.
Cela permet aux fabricants de regarder à l'intérieur de la carte et d'identifier les problèmes cachés qui ne peuvent pas être détectés par un examen visuel de base.
- Test EMI
Les circuits imprimés sont souvent soumis à interférences électromagnétiques (EMI) Tests. Ces tests évaluent la capacité de la carte à résister et à fonctionner normalement dans des environnements soumis à des bruits et interférences électromagnétiques.
- Test électrique
Un ensemble essentiel de tests pour les cartes de circuits imprimés se concentre sur la validation des caractéristiques électriques clés de la carte elle-même. Essais électriques comprend des vérifications de résistance, d'inductance et de capacité.
