Fasi Comuni di Test PCBA (con focus sullo Scan Boundary nella Fase di Prototipo)

Il test PCBA (Printed Circuit Board Assembly) è un processo in più fasi progettato per garantire la qualità, la funzionalità e l'affidabilità delle schede elettroniche durante tutto il loro ciclo di vita.dalla progettazione iniziale alla produzione in serieAnche se i test specifici possono variare, ecco le fasi comuni:

Fasi comuni di prova PCBA

1. Controllo della qualità in entrata (IQC) / ispezione dei componenti:

   • Quando:Prima dell'inizio dell'assemblaggio.
   • Scopo:Verificare che tutti i singoli componenti elettronici (resistenze, condensatori, circuiti integrati, ecc.) e i PCB nudi soddisfino le specifiche e siano privi di difetti.
   • Metodi:Ispezione visiva, verifica delle dimensioni, verifica dei parametri elettrici (utilizzando multimetri, LCR) e verifica dell'autenticità dei componenti.

2. Ispezione della pasta di saldatura (SPI):

   • Quando:Immediatamente dopo la stampa con pasta di saldatura.
   • Scopo:Assicurare il volume, l'altezza e l'allineamento corretti della pasta di saldatura sui cuscinetti prima del posizionamento dei componenti.
   • Metodi:Ispezione ottica 3D con macchine SPI specializzate.

3. Controllo ottico automatizzato (AOI):

   • Quando:In genere dopo il posizionamento dei componenti (AOI pre-reflow) e/o dopo la saldatura a reflow (AOI post-reflow).
   • Scopo:Per ispezionare visivamente il PCBA per difetti di fabbricazione come componenti mancanti, posizionamento errato dei componenti, polarità sbagliata, pantaloncini di saldatura, aperture e altre anomalie visive.
   • Metodi:Fotocamere ad alta risoluzione e software di elaborazione di immagini sofisticati su macchine AOI.

4. Ispezione automatica a raggi X (AXI):

   • Quando:Dopo la saldatura a reflusso, in particolare per le tavole complesse o quelle con giunzioni di saldatura nascoste (ad esempio, BGA, QFN).
   • Scopo:Ispezionare la qualità delle giunzioni di saldatura (vuoti, corti, aperture) e le strutture interne dei componenti che non sono visibili all'ispezione ottica.
   • Metodi:Sistemi di imaging a raggi X.

5. Test in circuito (TIC):

   • Quando:Dopo l'assemblaggio e le prime ispezioni visive/a raggi X, in genere per la produzione a volume medio-alto.
   • Scopo:Per testare elettricamente i singoli componenti e le loro connessioni sulla scheda per aperture, cortocircuiti, resistenza, capacità e parametri funzionali di base.
   • Metodi:Un apparecchio di "leggio di chiodi" con sonde che entrano in contatto con punti di prova specifici sul PCBA.

6. Esame con sonda volante (FPT):

   • Quando:Spesso utilizzato come alternativa alle TIC, in particolare per i prototipi, la produzione a basso e medio volume o le schede con punti di prova limitati.
   • Scopo:Per testare elettricamente componenti e interconnessioni, analogamente alle TIC, ma senza la necessità di un costoso apparecchio personalizzato.
   • Metodi:Sonde robotiche che si muovono e contattano i punti di prova come programmato.

7. Prova funzionale (FCT):

   • Quando:In genere la prova finale, dopo aver confermato l'integrità strutturale ed elettrica.
   • Scopo:Verificare la funzionalità complessiva del PCBA simulare il suo ambiente operativo reale e confermare che esegue correttamente tutte le sue funzioni progettate.
   • Metodi:Apparecchiature e software di prova personalizzati che applicano potenza, input e output di monitoraggio, spesso includendo la programmazione di microcontrollori o memoria di bordo.

8. Test di invecchiamento (test di combustione):

   • Quando:Per i prodotti che richiedono un'elevata affidabilità, spesso dopo l'FCT, prima dell'assemblaggio finale.
   • Scopo:Sottomettere il PCBA a un funzionamento prolungato sotto stress (ad esempio, elevata temperatura, tensione) per rilevare i guasti nella prima fase della vita ("mortalità infantile") e migliorare l'affidabilità a lungo termine.
   • Metodi:Forni o camere specializzate per la combustione.

Test di scansione di confine in fase di prototipo

Test di scansione di confine, noto anche comeJTAG (Joint Test Action Group)Il metodo di analisi dei dati (standard IEEE 1149.x) è un metodo potente e sempre più diffuso, particolarmente utile durante la fase di sviluppo.fase prototipodi PCBA.

• Che cos' è:La scansione di confine utilizza una logica di prova dedicata integrata in circuiti integrati compatibili (IC) sul PCBA.che può controllare e osservare i segnali che entrano ed escono dal chipUn percorso di dati seriali (la "catena di scansione") collega queste celle, consentendo a un controllore di prova di comunicare e testare le interconnessioni tra dispositivi compatibili JTAG.

• Perché è cruciale per i prototipi:

  1. Test senza apparecchi:A differenza delle TIC, la scansione dei confini non richiede un costoso apparecchio personalizzato, un grande vantaggio per i prototipi, dove i cambiamenti di progettazione sono frequenti.rendendo le apparecchiature fisse poco pratiche e costose.
  2. Detezione precoce dei difetti:Consente agli ingegneri di progettazione di rilevare rapidamente difetti di produzione come pantaloncini, aperture e problemi di montaggioprimaQuesto è fondamentale per far funzionare un prototipo correttamente e più velocemente.
  3. Accesso fisico limitato:I PCB moderni sono spesso molto densi di componenti e hanno punti di prova fisici limitati.La scansione di confine fornisce l'accesso virtuale a pin e interconnessioni fisicamente inaccessibili o nascoste sotto i componenti (come i BGA), migliorando notevolmente la copertura dei test.
  4. Debug più veloce:Indicando i difetti fino al livello specifico del pin o della rete, la scansione dei confini riduce significativamente il tempo e lo sforzo richiesti per il debugging di schede di prototipi non funzionali.
  5. Programmazione in sistema (ISP):JTAG può anche essere utilizzato per programmare memoria flash, microcontrollori e FPGA direttamente sulla scheda, il che è molto utile durante le fasi di sviluppo del prototipo e di convalida del firmware.
  6. Test Riutilizzo:I vettori di prova di scansione di confine sviluppati durante la prototipazione possono spesso essere riutilizzati o adattati per i test di produzione, semplificando la transizione verso la produzione.

In sostanza, la scansione dei confini fornisce un modo altamente efficace, non invasivo ed economico per verificare l'integrità strutturale di PCBA di prototipo complessi,accelerare l'intero ciclo di sviluppo del prodotto.