Test PCB - Le guide ultime de la FAQ en 2022

Introduction :

Si vous envisagez de construire vos propres cartes, vous devez disposer d'un guide complet de test de PCB. Vous apprendrez comment effectuer des tests de PCB et quelles questions vous devriez vous poser avant de commencer à utiliser son approche complète et conviviale. Il n'y a pas de meilleure façon de commencer que de lire ce guide. Les tests de PCB sont une partie importante de toute conception de produit électronique, et toute défaillance peut entraîner des milliers de dollars de perte de revenus.

Le test de vieillissement est un type rigoureux de test de PCB qui identifie les premières défaillances et détermine la capacité de charge de la carte. Bien que les tests de vieillissement puissent être nocifs pour les composants électroniques, ils peuvent vous aider à économiser du temps et de l'argent à long terme. Contrairement aux tests fonctionnels, les tests de vieillissement poussent l'alimentation à travers la carte en continu pendant 48 à 168 heures. Si une carte s'avère défectueuse après ce délai, elle devra être retravaillée ou renvoyée au fabricant.

Lors de la conception d'un circuit imprimé, tenez compte de son épaisseur et de son design. Le FR-4 de 1.6 mm est utilisé pour réaliser des circuits imprimés standard à 12 couches . Ces questions, ainsi que d'autres, trouveront réponse dans la FAQ finale. L'épaisseur du circuit imprimé peut affecter ses performances. De plus, veillez à l'intégrité du signal lors de la conception. Avant l'assemblage, effectuez des tests d'intégrité du signal afin de vous assurer que votre conception répond à vos attentes.

Les BPC étaient largement utilisés pour les ballasts de lampes fluorescentes avant leur interdiction en 1979. C'est un problème si le ballast fuit, et si cela se produit, le ballast contenant le BPC sera jeté comme déchet dangereux. Mais ne vous inquiétez pas, le guide FAQ ultime répondra à tous vos tests de PCB et à d'autres questions liées aux PCB. La couverture complète des réglementations sur les PCB dans le guide est essentielle pour toute personne intéressée par l'utilisation des tests de PCB.

Qu'est-ce qu'un test PCB ?

Qu'est-ce que le test PCB exactement ? Vous vous demandez peut-être ce que c'est et vous ne savez peut-être pas quoi faire. Voici certaines choses dont vous devriez être conscient. Par exemple, les tests de vieillissement consistent à appliquer une puissance maximale à un appareil électronique pendant 48 à 168 heures. Parce qu'il ne détermine pas si le PCB est prêt pour le déploiement, ce type de test est appelé test de mortalité infantile. Ce n'est pas non plus approprié pour tous les projets, mais cela peut vous aider à éviter une sortie de produit potentiellement embarrassante ou dangereuse. Les tests de vieillissement permettent également d'éliminer les défaillances prématurées, qui peuvent raccourcir la durée de vie d'un produit ou d'une carte.

Pourquoi ai-je besoin d'un test PCB ? Étant donné que les PCB sont une partie importante de l'électronique, les PCB défectueux peuvent réduire la productivité et même provoquer des incendies. La meilleure façon d'éviter ces problèmes est d'effectuer des tests de PCB avant la fabrication. Cela permet d'éviter les erreurs qui pourraient compromettre la fonctionnalité du produit et garantit un produit final sans défaut. En conséquence, il réduit les coûts de production et de maintenance tout en garantissant la satisfaction du client quant à la qualité du produit.

Test de sonde volante PCB

L'AOI est le test de PCB le plus élémentaire et constitue généralement la première étape. Il vérifie que la carte correspond au schéma. Les erreurs mécaniques, en revanche, ne peuvent pas être détectées visuellement et doivent être détectées à l'aide d'un microscope. Les tests de PCB sont requis pour tous les PCB, mais sont coûteux, coûtant des dizaines de milliers de dollars par carte. Heureusement, Absolute Electronics propose des PCB fiables provenant de sources fiables.

Comment effectuez-vous un test de PCB ?

Pourquoi le test PCB est-il nécessaire ?

Il y a beaucoup de réponses à cette question. Par exemple, les PCB sont une partie importante des équipements électroniques. Cependant, ils sont coûteux et longs à produire, et vous ne savez souvent pas pourquoi vous avez besoin de tester les PCB. Pour répondre à cette question, vous devez d'abord comprendre les avantages des tests de PCB. Voici quelques exemples.

Les tests de circuits imprimés sont indispensables pour garantir le bon fonctionnement de votre produit. Il existe deux types de tests : les tests en circuit et les tests par sondes volantes. Les tests en circuit consistent à comparer les caractéristiques électriques des composants électroniques aux spécifications d'une carte de circuit imprimé standard. Ils nécessitent l'utilisation de dispositifs spéciaux ressemblant à des cartes de circuit imprimé et permettant d'observer la carte avant sa mise en service.

Lorsque vous utilisez le test en circuit, vous injectez une tension dans le circuit, ce qui vous fournira un diagnostic des zones problématiques sur la carte. Grâce à cette méthode, vous pouvez détecter les problèmes avant qu'ils n'affectent l'ensemble de l'assemblage. L'inconvénient des tests en circuit est qu'ils sont coûteux et coûtent des dizaines de milliers de dollars. De plus, il n'est pas toujours possible d'obtenir un PCB ayant réussi tous les tests requis.

Machine d'essai AOI

Le test de vieillissement, couramment utilisé dans l'armée, est un test de PCB beaucoup plus intense. Il détermine la capacité de charge d'une planche et décide si elle peut supporter la charge. Cependant, ce n'est pas un bon choix pour les applications médicales ou militaires, et cela peut entraîner la mort prématurée de votre carte. Cela peut également avoir un impact sur le fonctionnement de l'appareil. Il est essentiel de tester la carte avant de la rendre publique.

7 méthodes de test de PCB les plus populaires lors de la fabrication et de l'assemblage de PCB

Dans la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés , sept méthodes de test sont couramment utilisées. Chacune présente des avantages et des inconvénients spécifiques. Selon le type de carte, ces méthodes peuvent être appliquées. Le test de circuit imprimé nu vérifie la continuité après fabrication, tandis que le test fonctionnel (ou test de netlist) vérifie l'absence de courts-circuits avant fabrication. L'inspection visuelle est une méthode de test manuelle courante. L'inspection optique automatisée (AOI) utilise un système de vision pour analyser le circuit imprimé et le comparer à un ensemble de règles de conception. Le test d'impédance par réflectométrie temporelle (TDR) garantit le bon fonctionnement du signal et contribue à prévenir les problèmes de performance et de fiabilité. Le groupe d'inspection militaire des circuits imprimés (Groupe A) traite également des normes visuelles, de la résistance chimique et des modifications physiques.

Salle de test AOI

Les méthodes courantes comprennent les tests de résistance et les tests fonctionnels. Ces tests sont effectués pour éliminer les défauts et assurer la qualité d'un produit. Les trois premières méthodes de test sont inhabituelles, tandis que la dernière est la plus courante. Les tests de résistance sont généralement effectués sur les produits nouvellement lancés. Ces tests sont utilisés pour assurer la sécurité des composants avant leur expédition aux clients. Ce guide vous donnera une compréhension de base du processus si vous vous demandez quelle méthode de test de PCB est la meilleure pour votre PC.

La méthode de test de PCB la plus courante est l'inspection optique automatisée (AOI). Il utilise deux ou trois caméras haute résolution pour capturer des images de divers composants sur le PCB. Il peut détecter les défauts potentiels au début du processus et économiser une somme d'argent importante par rapport à la réparation d'une carte qui échoue après les tests finaux. Pour s'assurer que leurs PCB sont sans défaut, certains fabricants de PCB utilisent cette méthode plusieurs fois au cours du processus de fabrication et d'assemblage.

1. Inspection visuelle des circuits imprimés

L'outil logiciel PCB Visual Inspection (PVC) aide à détecter les défauts sur les cartes de circuits imprimés. L'inspection est effectuée en pointant un microscope numérique sur le point d'inspection du circuit imprimé, puis en ajustant la hauteur et l'angle de la caméra. Ensuite, le logiciel génère une image en direct de la zone PCB, qui peut être enregistrée en tant que rapport post-inspection. Le logiciel d'inspection visuelle des circuits imprimés peut être utilisé pour vérifier divers facteurs, tels que la présence et la position correcte des pièces, ainsi que leur polarité et leur soudure.

Le logiciel utilise neuf caméras pour capturer des images 3D du PCB. Le logiciel AOI utilise ces images pour évaluer les propriétés 3D de la carte, et il vous permet même de comparer un PCB en direct à un échantillon d'or. Vous pouvez déterminer si un composant est défectueux en comparant les deux images. Les images que vous voyez sont souvent trop sombres ou trop lumineuses, c'est pourquoi le logiciel MVI est le meilleur choix pour de nombreux ingénieurs.

Inspection visuelle des PCB

L'outil d'inspection visuelle des circuits imprimés vous aidera également à détecter les erreurs qui n'ont peut-être pas été détectées auparavant. Lors de l'évaluation des caractéristiques électriques d'une carte, il est essentiel de déterminer si les joints de soudure sont suffisamment solides pour supporter la charge. La force et la stabilité des joints de soudure peuvent faire ou défaire un appareil. Le logiciel d'inspection visuelle des circuits imprimés est un outil essentiel pour cette tâche. Un logiciel d'inspection peut vous aider à localiser les défauts rapidement et avec précision.

2. Tests en circuit (TIC)

Le test en circuit est un type de test en boîte blanche dans lequel des sondes électriques sont utilisées pour vérifier les ouvertures et les courts-circuits sur une carte de circuit imprimé peuplée. Des quantités de base telles que la résistance et la capacité sont également vérifiées pour déterminer si le circuit est construit correctement. Parce qu'il n'a pas de composants visibles et qu'il peut être effectué à distance, le test en circuit est également connu sous le nom de test "boîte blanche".

Le test Pin-bed est la première méthode de test en circuit. Ce test consiste à insérer un ensemble de broches à ressort dans un appareil basé sur la disposition du circuit imprimé. Les défauts sur les PCB peuvent être facilement identifiés et réparés ou mis au rebut en utilisant cette méthode. Cette méthode est utile pour vérifier rapidement la fonctionnalité des petits PCB.

Les tests en circuit ne sont pas toujours aussi fiables que les autres types de tests. Malgré des tests rigoureux, les circuits peuvent toujours être défectueux, mais il est difficile de déterminer l'emplacement exact d'un défaut à l'aide de tests en circuit. Certains fabricants peuvent ne pas avoir accès à tous les nœuds de la carte. De plus, les points d'accès de certains circuits intégrés peuvent être protégés par de gros composants. Les tests en circuit, malgré leurs limites, peuvent être un atout précieux pour les fabricants.

Les tests en circuit sont plus fiables, plus faciles à utiliser et plus rentables que les autres méthodes de test. Le procédé est également capable de détecter des défauts de fabrication. Son principal avantage est d'être économique pour les moyennes et grandes séries. Les tests en circuit garantissent également une couverture adéquate des défauts de fabrication. De plus, cela peut être fait à une échelle beaucoup plus petite sans affecter la fiabilité du produit.

3. Test de sonde volante (FPT)

Le processus permettant de déterminer si un composant fonctionne correctement est appelé test de sonde volante. Comme son nom l'indique, cette méthode consiste à insérer des sondes dans la carte. Les sondes mesurent les valeurs des composants lorsqu'ils se déplacent d'une position à l'autre pour déterminer s'ils sont correctement installés. Contrairement aux méthodes de test ICT traditionnelles, Flying Probe ne nécessite pas de montage.

Le test par sonde volante (FPT) est généralement utilisé pour les prototypes et l'assemblage de circuits imprimés en petites séries . Il est plus pratique, économique et souvent plus rapide que les méthodes traditionnelles pour les petits lots nécessitant une couverture élevée. Selon la complexité du circuit imprimé, les résultats des tests sont généralement disponibles en quelques heures. Cette méthode est généralement mise en œuvre sur un ordinateur hors ligne à l'aide d'un logiciel de génération de programmes de test. Le testeur par sonde volante requiert également les fichiers Gerber, de nomenclature (BOM) ou ECAD.

La carte maîtresse définit les points de test , le format des composants et le débogage du testeur FTP. Une fois la carte maîtresse terminée, les composants sont placés à l'intérieur du testeur FTP. La sonde compare le signal aux données de référence pour tester le fonctionnement et détecter les défaillances de chaque composant. Cela permet au fabricant de déterminer si le circuit imprimé fonctionne correctement. Dans le cas contraire, l'appareil devra être réparé. Le testeur FTP utilise un procédé breveté appelé « sonding flight ».

La sonde volante est une excellente option pour la production de petits et moyens volumes. En raison du faible coût des tests, il n'est pas nécessaire d'utiliser des appareils à lit de clous coûteux. De plus, la sonde volante peut être utilisée dans le processus de prototypage. Plus précis que l'ICT, le Flying Probe peut détecter 99% des défauts. Le coût de développement d'un programme de test est comparable au coût d'achat d'un luminaire.

4. Inspection optique automatisée (AOI)

Dans la fabrication, un système d'inspection optique automatisé (AOI) peut être un atout précieux. L'utilisation d'un équipement de numérisation par caméra est une méthode de test sans contact qui peut détecter les défauts de qualité et les pannes catastrophiques. Ceci est un aperçu de la procédure. Commençons par les bases : quelle est la définition de l'inspection optique automatisée ? Quelles applications a-t-il dans la fabrication? Quels sont les avantages et les inconvénients ?

La technologie sous-jacente des systèmes AOI est très similaire. Une ou plusieurs caméras se déplacent dans la direction XY sur un composant de chaque système AOI. La caméra est ensuite positionnée avec précision à un endroit précis et l'image résultante est capturée. Les images sont ensuite traitées par un logiciel qui utilise des algorithmes de traitement d'image sophistiqués pour détecter les défauts en fonction de caractéristiques d'inspection prédéfinies. Bien qu'il ne soit pas aussi précis que l'inspection manuelle, ce processus est utile pour les fabricants qui ont besoin d'inspecter les produits rapidement et avec précision.

AOI présente de nombreux avantages. Il est rapide et sans contact et peut détecter de petits défauts sur les composants PCB. En plus d'être sans contact, AOI peut être utilisé avant et après soudure ainsi que sur de la pâte à braser. L'inspection manuelle était autrefois le seul moyen d'inspecter les PCB, mais cela a changé. Avec AOI, la production et les tests peuvent être effectués en moins de temps et à moindre coût.

5. Inspection automatisée aux rayons X (AXI)

L'inspection automatisée par rayons X est une technique d'inspection de produits qui utilise des rayons X. Contrairement à l'inspection optique, les rayons X sont complètement invisibles, mais ils sont utilisés comme source pour ces systèmes d'inspection automatisés. Ces systèmes peuvent vérifier rapidement et avec précision les produits à la recherche de défauts. Les entreprises peuvent facilement améliorer leurs performances commerciales en utilisant ces appareils, et les consommateurs peuvent bénéficier de résultats plus précis. Voici quelques-uns des avantages de l'inspection automatisée par rayons X.

Les tubes à rayons X produisent des rayons X. Il existe deux types de tubes à rayons X. Le choix du type dépend de la résolution souhaitée. Une résolution plus élevée facilite la détection des détails complexes sur les rayons X. Par exemple, les circuits intégrés à cristaux liquides (CSP) et les agrégats de puces à oxyde solide (BGA) nécessitent une résolution de 2 mm. La manipulation de l'échantillon est une étape importante du processus d'inspection. Elle permet à l'opérateur d'examiner l'échantillon sous différents angles, y compris en inclinaison. Les rayons X sont ensuite convertis en une image par un détecteur.

Un autre avantage de l'AOI est sa capacité à scanner les produits sans interrompre le processus de fabrication. Grâce à sa grande flexibilité et sa simplicité d'utilisation, la méthode AXI est idéale pour la production en grande série . Son interface utilisateur est conviviale et intuitive, et offre plusieurs options de personnalisation. La résolution et le grossissement de l'image sont deux paramètres clés pour le contrôle en grande série. L'AXI peut inspecter même les produits et pièces les plus petits.

6. Test de rodage

Les tests de vieillissement peuvent être effectués de deux manières. Le premier implique l'exécution de l'ensemble du système, tandis que le second implique des composants individuels. Le but du vieillissement est de collecter des données sur les performances et les conditions de défaillance afin d'améliorer les futures procédures de test. Le vieillissement aide également à éliminer les composants défectueux en détectant la température à laquelle ils échouent. Pour ces raisons, les tests de vieillissement constituent une partie importante du développement et de l'évaluation des produits.

L'objectif principal des tests de vieillissement est d'identifier les appareils susceptibles de tomber en panne prématurément avant qu'ils ne soient mis sur le marché. En bref, ces tests impliquent de soumettre des composants à des conditions extrêmes de température et de tension. Le but des tests de vieillissement est d'identifier les défaillances dues à des défauts de fabrication, puis de les identifier suffisamment tôt pour les corriger et démontrer un fonctionnement sans problème. Le temps passé dans ces conditions s'ajoute au temps total nécessaire au vieillissement.

Bien que le vieillissement puisse être bénéfique, il peut aussi être inefficace. Le processus peut prendre des centaines d'heures de tests continus et nécessite une planification approfondie. Il est essentiel de tenir compte de toutes les contraintes potentielles, telles que le temps, l'équipement et la main-d'œuvre. De plus, le processus de vieillissement doit être soigneusement planifié et un tampon doit être intégré pour toute reprise potentielle. Cela prend généralement plus de 50 heures, mais cela dépend du produit.

7. Tests fonctionnels

Les tests fonctionnels sont une partie importante du développement logiciel. Alors que les tests unitaires et non fonctionnels peuvent démontrer qu'une application est opérationnelle, l'objectif principal des tests fonctionnels est de s'assurer que le programme répond aux attentes des utilisateurs. Une fonctionnalité interrompue peut entraîner l'échec de l'ensemble de l'application. Les tests doivent être soigneusement planifiés et doivent couvrir toutes les phases du parcours de l'utilisateur. Cela nécessite une collaboration entre les équipes de produit et de test. Voici quelques pointeurs de test fonctionnel.

Premièrement, les tests fonctionnels simulent le comportement réel de l'utilisateur. Cela signifie que les tests ne sont pas basés sur des hypothèses concernant la structure du système, mais sur des simulations du comportement réel des clients. Un produit testé fonctionnellement sera exempt de bogues et d'erreurs. La taille du projet est l'aspect le plus difficile des tests fonctionnels. Par conséquent, il est essentiel de commencer petit et simple, puis de progresser vers des niveaux de sophistication plus complexes. Ensuite, combinez diverses conditions de test pour vous assurer que le logiciel fonctionne correctement.

AUT (Automated Functional Testing) est un outil efficace pour automatiser les tests fonctionnels. Les outils de test automatisés réduisent le travail manuel, font gagner du temps et empêchent les erreurs de passer entre les mailles du filet. Ce type de test est également très utile lors du test de systèmes complexes. Les outils d'automatisation tels que Selenium sont très utiles, mais il est important de noter qu'ils ne sont pas sans défauts. Utiliser des outils de test non fonctionnels appropriés pour assurer la fiabilité des tests automatisés.

Comment protéger votre PCB avec de meilleurs designs ?

Une approche consiste à protéger les données de conception. Auparavant, les ingénieurs devaient filtrer eux-mêmes les données de conception avant de pouvoir les publier, ce qui prenait du temps et était sujet aux erreurs. Une meilleure conception utilise désormais des informations séquentielles sur les pièces pour protéger les données des pièces qui ne sont accessibles qu'au personnel d'ingénierie à la source. Seul le propriétaire sait d'où proviennent les données et peut les copier.

Le blindage EMI est un autre moyen de protéger le PCB. Les blindages EMI sont une partie importante du PCB. Ils protègent les composants des interférences électromagnétiques causées par le rayonnement parasite d'autres composants PCB. Ces écrans doivent entourer la carte et les composants individuels. Selon l'application, ils peuvent être en métal, en céramique ou en d'autres matériaux.

Une conception améliorée inclura des lignes parallèles pour masquer la sonde. Ces lignes parallèles réduisent le bruit dans l' alimentation électronique tout en augmentant la plage de fonctionnement. La carte de circuit imprimé (PCB) contenant le capteur est protégée par un boîtier rigide. Ce boîtier protège le dispositif en faisant office de blindage. Un adhésif anti-parasitage doit être utilisé pour fixer la PCB. Cet adhésif empêche tout signal d'atteindre la carte. Ces blindages faciliteront également la compréhension de l' assemblage de la PCB par l'ingénieur chargé de la rétro-ingénierie.

Test de rodage

L'humidité est une autre cause majeure de corrosion et de détérioration des PCB. Même des traces d'humidité peuvent causer des problèmes allant de la distorsion de la forme d'onde à une panne complète. L'humidité peut également affecter le panneau pendant la fabrication et l'installation. Une façon de protéger les PCB avec une meilleure conception consiste à utiliser des revêtements PCB. Cependant, rappelez-vous que la protection contre l'humidité nécessite une barrière contre l'humidité appropriée.