Antes de as placas de circuito impresso (PCBs) e as PCBs montadas saírem da fábrica, elas passam por testes rigorosos para detectar quaisquer problemas com os circuitos ou conexões elétricas. Esses testes ajudam a garantir que as placas sejam confiáveis e tenham um bom desempenho nos produtos finais. E muitos fabricantes de PCB utilizam uma abordagem de teste predominante chamada teste de sonda voadora. Neste artigo, explicarei o que é o teste de sonda voadora, como funciona o processo e outros métodos de teste comumente usados para PCBs e PCBs. PCBAPara começar, vamos ver o que exatamente acontece durante um teste de sonda voadora.
O que é o teste de sonda voadora de PCB?
O teste de sonda voadora utiliza sondas móveis que podem fazer contato com vários pontos de teste na placa simultaneamente. Este método utiliza sondas que podem se mover e "voar" para diferentes locais na placa de circuito. As sondas entram em contato com a parte superior e inferior da placa para alcançar os pontos de teste. Elas são capazes de se deslocar para testar vários condutores ou componentes e, em seguida, mover-se para outra área da placa para testar algo diferente. 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 em estágios iniciais de desenvolvimento. Ele realiza verificações sem alimentação de capacitância, função do diodo, indutância, aberturas, resistência, curtos-circuitos e muito mais.
Como funciona o teste de sonda voadora?
- O engenheiro de testes coleta os dados CAD da placa de circuito impresso (PCB) a ser testada. Esses dados são inseridos no programa de teste, o que permite à unidade de teste mapear o layout da placa de circuito impresso e PCB componentes. E os dados são combinados com especificações para que o conselho identifique quais áreas precisam de testes.
- A unidade em teste (UUT) é colocada no testador por meio de uma esteira transportadora. As sondas são programadas para se moverem ao longo do eixo XY da placa, indo de um ponto a outro. Isso permite que os conectores entrem em contato com cada ponto de teste individualmente.
- Ao fazer contato, a sonda passa uma corrente elétrica por cada conexão. A corrente retorna por um sistema de multiplexação e sensores, que medem o sinal. Os componentes que não estão sendo testados são blindados para evitar interferências no sinal. As leituras detectam curtos-circuitos ou componentes defeituosos. Uma câmera fornece uma visão detalhada da UUT para identificar problemas físicos.
Vantagens e Limitaçãos de testes de sonda voadora
Vantagens do teste de sonda voadora
- Sem acessórios personalizados
Os testes com sondas voadoras eliminam a necessidade de fixações personalizadas, caras e demoradas. As sondas podem ser programadas para atingir qualquer ponto de teste na placa sem fixações. Essa flexibilidade economiza tempo e custo em comparação com os testes de leito de pregos, que exigem o projeto e a fabricação de fixações personalizadas. Para placas de baixo volume ou protótipos, uma sonda voadora é uma solução ideal para testes sem fixações.
- Configuração rápida
Um dos principais benefícios do teste com sonda voadora é a possibilidade de configurar o processo de teste em um prazo relativamente curto. Ele utiliza sondas voadoras programáveis que podem ser configuradas rapidamente para fazer contato com pontos de teste em uma placa de circuito impresso.
- Ampla gama de opções de teste
Sondas voadoras podem executar uma gama completa de tipos de testes em uma única passagem, incluindo testes de continuidade, resistência, capacitância, tensão e funcionalidade.
- Adaptabilidade
Se o design da placa for alterado, as sondas voadoras podem ser rapidamente reprogramadas para o novo layout sem a necessidade de modificar as ferramentas. Isso reduz custos e atrasos.
Limitações dos testes de sonda voadora
- Incapacidade de validar circuitos ativos
O teste de sonda voadora não energiza o circuito durante o teste. Isso impede a validação do produto em pleno funcionamento. A natureza sem energia permite apenas testes parciais.
- Dano físico potencial
O contato direto das sondas pode amassar ou danificar as superfícies da via e da almofada na placa. Alguns fabricantes consideram esses pequenos amassados como defeitos, embora o aprimoramento da tecnologia das sondas possa resolver esse problema.
- Risco de juntas de solda ruins
Às vezes, as pontas de prova tocam os terminais dos componentes em vez de pousar nas almofadas de teste. Esse contato pode 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 placas grandes, complexas e de alto volume. Essa ampla cobertura necessária torna-se problemática e ineficiente em comparação com soluções como testes de fixação.
Teste de sonda voadora vs. Teste em circuito (ICT)
Ao testar conjuntos completos de placas de circuito impresso, os fabricantes devem escolher entre duas metodologias principais: teste de sonda voadora (FPT) e teste em circuito (ICT). Ambas as abordagens visam verificar a funcionalidade geral da placa e identificar quaisquer problemas na montagem do PCB ou falhas em componentes, mas utilizam técnicas e equipamentos diferentes para realizar os testes.
O que é teste em circuito (ICT)?
Teste em circuito, ou ICT, é um método que utiliza dispositivos personalizados para testar placas de circuito impresso montadas. Esses dispositivos incluem sondas meticulosamente posicionadas para estabelecer conexões elétricas com os pontos de teste na placa em avaliação. Os dispositivos fornecem acesso a partes críticas do circuito para que sinais de teste possam ser injetados e medições realizadas para validar a montagem. Os sistemas ICT verificam defeitos comuns na montagem de PCBs, como circuitos abertos ou em curto, componentes ausentes ou inseridos incorretamente e valores incorretos de resistores/capacitores. Ao projetar dispositivos especificamente adaptados a uma Design PCB, todos os componentes principais e nós de circuito podem ser testados de forma eficiente ao mesmo tempo para uma cobertura de teste completa.
Diferenças entre teste de sonda voadora e teste em circuito
Enquanto os testes de ICT dependem de grandes racks com dispositivos dedicados complexos, os testes com sondas voadoras adotam uma abordagem mais flexível, utilizando sondas que podem se mover pela placa 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 guiam as sondas para locais-alvo em cada placa dinamicamente. Embora ambos os métodos envolvam testes por meio de sondas, o FPT e o ICT diferem significativamente na aplicação prática:
- Eficácia de custo
A FPT evita altos custos de fixação ao programar qualquer layout com base nos dados CAD disponíveis.
Protótipos ou placas de baixo volume podem ser testados sem investimento em acessórios personalizados. No entanto, produções em grande escala com designs inalterados podem justificar o gasto com acessórios de TIC.
- Acessibilidade
Os pinos fixos grandes de um dispositivo de TIC devem ser projetados sob medida para cada placa e podem enfrentar limitações de acesso físico. Em contraste, o teste de sonda voadora utiliza sondas móveis em miniatura que podem alcançar praticamente qualquer ponto da placa sem problemas.
- Flexibilidade
Ao alternar entre diferentes designs de PCB, os engenheiros de teste de ICT precisam passar por longos processos de troca para reconfigurar os mapeamentos de pinos. No entanto, os sistemas de teste de sonda voadora podem adaptar rapidamente os testes via software para diversas placas. Isso torna o FPT mais adequado para produção de alto mix e baixo volume.
- Cobertura de teste
Os testes de TIC utilizam uma "cama de pregos" paralela para acessar vários pontos simultaneamente e verificar completamente o desempenho da alimentação. Embora as sondas de teste de voo sejam ágeis, a natureza sequencial dos testes pode não detectar certos tipos de defeitos. Falhas funcionais também são mais difíceis de detectar sem alimentação durante o teste de voo.
Outros métodos de teste de PCB comumente usados
Além dos testes de sonda voadora e testes em circuito, as placas de circuito impresso devem passar por uma série de outros testes para validar completamente o desempenho e a qualidade. Algumas outras técnicas de teste de PCB comumente utilizadas incluem:
- Teste funcional
O teste funcional é realizado para verificar se a placa de circuito impresso está funcionando corretamente e se todos os circuitos, componentes e interfaces estão funcionando conforme projetado. Normalmente, esse processo envolve a conexão da placa de circuito a um dispositivo de teste e, posteriormente, a avaliação da funcionalidade da placa.
- Inspeção visual
É o teste mais fundamental usado por fabricantes de PCB. Envolve simplesmente examinar cuidadosamente a placa finalizada para verificar se há falhas ou defeitos perceptíveis. Durante a inspeção visual, os técnicos examinam todas as áreas da placa em busca de problemas como soldas malfeitas, posicionamento incorreto de componentes, trilhas danificadas, contaminação da placa e muito mais.
- Inspeção por Raios-X
Um dos métodos de teste mais avançados usados para placas de circuito impresso é Inspeção de raio x.
Isso permite que os fabricantes olhem dentro da placa e identifiquem quaisquer problemas ocultos que não podem ser detectados por meio de uma análise visual básica.
- Teste EMI
As placas de circuito impresso são frequentemente submetidas a interferência eletromagnética (EMI) Teste. Este teste avalia o 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 se concentra na validação das principais características elétricas da própria placa. Teste elétrico inclui verificações de resistência, indutância e capacitância.
