Phases communes d'essais PCBA (avec un accent sur l'analyse de bord au stade du prototype)

Les essais PCBA (assemblage de circuits imprimés) sont un processus en plusieurs étapes conçu pour assurer la qualité, la fonctionnalité et la fiabilité des cartes électroniques tout au long de leur cycle de vie.de la conception initiale à la production en sérieBien que les tests spécifiques puissent varier, voici les phases courantes:

Phases communes d'essais PCBA

1. Contrôle de la qualité entrante (CQI) / Inspection des composants:

   • Lorsque:Avant le début de l'assemblage.
   • Objectifs:Vérifier que tous les composants électroniques individuels (résistances, condensateurs, circuits intégrés, etc.) et les PCB nus répondent aux spécifications et sont exempts de défauts.
   • Les méthodes:Inspection visuelle, vérification dimensionnelle, vérification des paramètres électriques (à l'aide de multimètres, de compteurs LCR) et vérification de l'authenticité des composants.

2. Inspection de la pâte de soudure (SPI):

   • Lorsque:Immédiatement après l'impression de la pâte de soudure.
   • Objectifs:Pour assurer le volume, la hauteur et l'alignement corrects de la pâte de soudure sur les tampons avant de placer les composants.
   • Les méthodes:Inspection optique 3D à l'aide de machines SPI spécialisées.

3. Inspection optique automatisée (AOI):

   • Lorsque:Généralement après le placement des composants (AOI avant reflux) et/ou après le soudage par reflux (AOI après reflux).
   • Objectifs:Pour inspecter visuellement le PCBA pour les défauts de fabrication comme les composants manquants, le placement incorrect des composants, la mauvaise polarité, les courts de soudure, les ouvertures et autres anomalies visuelles.
   • Les méthodes:Des caméras haute résolution et des logiciels sophistiqués de traitement d'images sur des machines AOI.

4. Inspection automatique par rayons X (AXI):

   • Lorsque:Après la soudure par reflux, en particulier pour les panneaux complexes ou ceux avec des joints de soudure cachés (par exemple, BGA, QFN).
   • Objectifs:Pour inspecter la qualité des joints de soudure (cavités, courts, ouvertures) et les structures des composants internes qui ne sont pas visibles par inspection optique.
   • Les méthodes:Systèmes d'imagerie par rayons X.

5. Tests en circuit (TIC):

   • Lorsque:Après montage et inspection visuelle/rayons X initiales, généralement dans la production de volume moyen à élevé.
   • Objectifs:Pour tester électriquement les composants individuels et leurs connexions sur la carte pour les ouvertures, les courts-circuits, la résistance, la capacité et les paramètres fonctionnels de base.
   • Les méthodes:Un "lit de clous" avec des sondes qui entrent en contact avec des points d'essai spécifiques sur le PCBA.

6. Tests par sonde volante (FPT):

   • Lorsque:Utilisé souvent comme alternative aux TIC, en particulier pour les prototypes, la production à faible ou moyen volume ou les cartes avec des points d'essai limités.
   • Objectifs:Pour tester électriquement les composants et les interconnexions, comme les TIC, mais sans avoir besoin d'un appareil coûteux sur mesure.
   • Les méthodes:Des sondes robotiques qui se déplacent et entrent en contact avec les points de test comme programmé.

7. Tests fonctionnels (FCT):

   • Lorsque:Généralement l'essai final, après confirmation de l'intégrité structurelle et électrique.
   • Objectifs:Vérifier la fonctionnalité globale du PCBA en simulant son environnement d'exploitation réel et en confirmant qu'il remplit correctement toutes ses fonctions conçues.
   • Les méthodes:Fixtures et logiciels de test personnalisés qui appliquent la puissance, les entrées et les sorties du moniteur, incluant souvent la programmation de microcontrôleurs ou de mémoire embarqués.

8. Test de vieillissement (test par combustion):

   • Lorsque:Pour les produits nécessitant une fiabilité élevée, souvent après FCT, avant l'assemblage final.
   • Objectifs:Soumettre le PCBA à un fonctionnement prolongé sous contrainte (par exemple, température élevée, tension) pour détecter les défaillances précoces ("mortalité infantile") et améliorer la fiabilité à long terme.
   • Les méthodes:Fours ou chambres à combustion spécialisés.

Tests de balayage à la frontière en phase de prototype

Test de balayage à la limite, aussi appeléJTAG (groupe d'action conjoint pour les essais)Les tests de dépistage de la toxicité (norme IEEE 1149.x), est une méthode puissante et de plus en plus courante, particulièrement utile pendant la période dephase de prototypede développement des PCBA.

• Ce que c' est:L'analyse des limites utilise une logique de test dédiée intégrée dans des circuits intégrés compatibles (CI) sur le PCBA.qui peut contrôler et observer les signaux entrant et sortant de la puceUn chemin de données série (la "chaîne de balayage") relie ces cellules, permettant à un contrôleur de test de communiquer avec et de tester les interconnexions entre les appareils conformes à JTAG.

• Pourquoi c'est crucial pour les Prototypes:

  1. Tests sans fixation:À la différence des TIC, la numérisation des limites n'exige pas un appareil coûteux et personnalisé.rendre les appareils fixes peu pratiques et coûteux.
  2. Détection précoce des défauts:Il permet aux ingénieurs de la conception de détecter rapidement les défauts de fabrication comme les shorts, ouvre et problèmes d'assemblageavantC'est essentiel pour que le prototype fonctionne correctement et plus rapidement.
  3. Accès physique limité:Les PCB modernes sont souvent très denses en composants et ont des points d'essai physiques limités.La numérisation de bord fournit un accès virtuel aux broches et aux interconnexions qui sont physiquement inaccessibles ou cachées sous les composants (comme les BGA), améliorant considérablement la couverture des tests.
  4. Débogage plus rapide:En détectant les défauts jusqu'au niveau de la broche ou du filet spécifique, l'analyse de bordure réduit considérablement le temps et l'effort nécessaires au débogage des cartes de prototype non fonctionnelles.
  5. Programmer dans le système (ISP):JTAG peut également être utilisé pour programmer la mémoire flash, les microcontrôleurs et les FPGA directement sur la carte, ce qui est très bénéfique pendant les étapes de développement de prototypes et de validation du micrologiciel.
  6. Test de réutilisation:Les vecteurs de test de balayage de bord développés lors du prototypage peuvent souvent être réutilisés ou adaptés pour les essais de production, simplifiant ainsi la transition vers la fabrication.

En substance, l'analyse de bordure fournit un moyen très efficace, non intrusif et rentable de vérifier l'intégrité structurelle des PCBA de prototype complexes,accélérer l'ensemble du cycle de développement du produit.