Reglas de puntos de prueba DFT para ICT y sonda voladora

Asigne a cada red que planee probar su propio pad expuesto, coloque los pads en un lado de la placa siempre que pueda, y manténgalos alejados de componentes altos y del borde de la placa. El tamaño y el paso de los pads están determinados por la sonda del comprobador, y los útiles de ICT son menos tolerantes que los de sonda voladora en ambos aspectos. Decida durante el diseño, no después de la liberación de los Gerbers, qué redes dejará conscientemente sin acceso.

¿Qué necesita cada evaluador de tu diseño?

Un útil de ICT necesita una almohadilla dedicada y expuesta en cada red que tenga que medir, en el lado donde el útil hará contacto, en posiciones donde realmente se pueda taladrar una placa de sondas. Un equipo de sondas volantes es mucho más tolerante. Puede apoyarse en las almohadillas de los componentes, los anillos de las vías y los terminales de los orificios pasantes en cualquiera de los lados, de modo que una placa sin puntos de prueba diseñados específicamente aún puede ser sometida a prueba.

El precio de esa tolerancia es el tiempo. Cada red es un movimiento de sondeo, y el acceso de doble cara ralentiza el programa, lo que empieza a importar a medida que las cantidades aumentan. El aspecto de costo y volumen de la decisión se trata en nuestroComparación entre ICT y flying probe, así que este artículo se mantiene en el diseño: qué dibujar para que cualquiera de las dos rutas siga abierta.

La prueba eléctrica de la placa desnuda es una etapa independiente que ocurre antes. La realizamos a 10–250 V usando una sonda voladora o un dispositivo de prueba, y verifica la placa sin componentes para detectar circuitos abiertos y cortocircuitos. Todo lo que sigue se refiere a la placa ensamblada, donde el equipo de prueba tiene que acceder a las redes a través de los componentes y alrededor de ellos.

¿Qué tamaño debe tener un punto de prueba y a qué distancia deben estar separados?

Ajústelos según la sonda, lo que significa obtener la especificación de la sonda del comprobador antes de dibujar la almohadilla. La sonda más pequeña que el dispositivo de prueba tenga que usar define el tamaño mínimo de la almohadilla y el paso. Las cabezas de sonda volante necesitan menos espacio, pero tienen su propio tamaño de punta y tolerancia de posicionamiento. Un único tamaño de almohadilla no sirve para todos los comprobadores, y un valor impreso aquí sería incorrecto para la configuración de alguien. Confirme el diámetro y el paso de las almohadillas para su placa con nuestro equipo de ingeniería antes de congelar el diseño.

Más allá de las cifras, unos cuantos hábitos evitan dolores de cabeza con el útil de pruebas. Utiliza pads de cobre redondos, totalmente expuestos y sin nada encima: sin invasión de máscara de soldadura, sin serigrafía, sin fiduciales. Mantén un solo tamaño de pad en toda la placa siempre que puedas, porque los tamaños mezclados obligan a usar tipos de sonda distintos, y cada tipo añade coste y una pieza más que se desgasta. Mantén un paso regular. Grupos de pads muy juntos e irregulares empujan al útil hacia sondas pequeñas y un taladrado delicado, lo cual rara vez compensa salvo que el diseño de la placa no deje otra alternativa.

No sondee patillas de paso fino ni bolas BGA. En su lugar, enrute un pequeño stub o un “fan-out” hacia una almohadilla adecuada. Un vía solo funciona como punto de prueba si su cobre está expuesto, y un vía cubierto es un objetivo deficiente.

¿Dónde deberías colocar los puntos de prueba?

Primero el lado inferior y alejado de cualquier cosa alta. Para ICT, el acceso por un solo lado significa que una placa de sondas hace el trabajo. El acceso por dos lados implica un útil de doble cara, que cuesta más y tiene más puntos de posible fallo. El flying probe acepta ambos lados, aunque lo pagas en tiempo de prueba. En un ensamblaje de doble cara, normalmente pedimos que las almohadillas de prueba estén en el lado con menos componentes y más bajos.

Dibuja una zona de exclusión alrededor de cada componente alto y haz que crezca según la altura de la pieza, porque el cuerpo interfiere con la placa de la sonda o con el ángulo de aproximación de la sonda. Los conectores, los condensadores electrolíticos, las carcasas de blindaje y los disipadores de calor son los culpables habituales. Las distancias dependen del equipo de prueba, así que confírmalas con nuestro equipo de ingeniería en lugar de copiar un valor de una publicación en un foro.

Mantén las almohadillas alejadas del borde de la placa. Esa zona está ocupada por carriles, mordazas y orificios de herramienta, y en un panel también es donde se encuentran las pestañas y los puntos de rotura. Una almohadilla que parece estar bien en la herramienta CAD puede terminar debajo de una mordaza.

Para la selección de redes, líneas de alimentación, reinicios, relojes, programación y depuración, y los pines de boundary-scan (TCK, TMS, TDI, TDO), asigna primero pads dedicados. La masa necesita varios pads distribuidos por toda la placa, no uno solo en una esquina. Si un componente admite boundary scan, a menudo puedes cubrir las redes bajo un BGA sin enrutar cada una de ellas a un pad.

¿Cuánta cobertura es suficiente para un prototipo frente a producción?

Para un prototipo, cubre las redes que podrían inutilizar la placa si estuvieran mal y anota el resto como no probado. Para producción, incrementa el acceso a las redes tanto como lo justifique el costo del útil y cubre lo que quede mediante inspección.

Primero determina a qué cobertura te refieres. La cobertura de acceso a redes es la proporción de nodos a los que una sonda puede acceder. La cobertura de defectos es la proporción de fallos de fabricación probables que la prueba detectaría. Se comportan de forma independiente: una placa puede tener un alto acceso a redes y aun así dejar pasar un condensador con valor incorrecto si el programa nunca lo mide. “Tan alta como sea posible” en una especificación no le dice a nadie qué hacer, así que indica los nodos y el método.

En la fase de prototipo, una sonda volante puede usar las almohadillas de los componentes, así que las almohadillas dedicadas para alimentación, tierra, programación y cualquier cosa que esperes depurar suelen ser suficientes. Deja el acceso a las redes de señal incompleto a propósito si el ruteo es ajustado y mantén una lista de lo que omitiste.

Antes de liberar un útil para producción, revisa esa lista de nuevo. Una red sin acceso para sonda y sin ninguna otra verificación está desprotegida, y alguien debería aprobarla. Las redes a las que no puedes acceder eléctricamente pueden cubrirse en parte con AOI, que comprueba ópticamente la colocación y las uniones de soldadura visibles, y con rayos X fuera de línea para las uniones BGA ocultas bajo el encapsulado. Ninguno de los dos sustituye una medición de continuidad o de valor, así que ajusta el método al tipo de fallo que te preocupa:AOIpara una pieza que falta o se ha desplazado, una radiografía para una bola que no puedes ver, una sonda para detectar una apertura en una red que tiene consecuencias reales.

¿Qué datos de prueba debe enviar con su pedido?

Envía los archivos a partir de los cuales se construyó el programa de prueba, junto con una breve nota sobre lo que esperas que demuestre la prueba.

Archivos Gerber y de perforación

BOM con números de pieza del fabricante

Archivo de centroides (pick-and-place)

Lista de nodos exportada desde el diseño final, en formato IPC-D-356 si tu herramienta CAD lo admite

Lista de puntos de prueba con nombre de red, coordenadas X/Y y lado

Valor y tolerancia para cada componente pasivo que desee medir, cuando sean más estrictos que los indicados en la lista de materiales (BOM)

Imagen de firmware, secuencia de encendido, voltajes y lecturas esperadas si hay algún paso alimentado o funcional

Lista de redes que quedaron sin probar, con la verificación que planeas usar en su lugar

Exporta la lista de conexiones después del último cambio de diseño. Una lista de conexiones obsoleta produce un programa que rechaza placas buenas o aprueba placas defectuosas, y eso generalmente solo se manifiesta en la primera fabricación.

No hacemos diseño esquemático, así que la definición de la intención de prueba permanece en tu equipo. Cuando envíes archivos para la revisión DFM, indica qué probador esperas usar, de modo que quien lea tu diseño tenga eso en mente.

Lista de verificación DFT

Cada red que pretendas probar tiene un pad expuesto dedicado, o una razón escrita de por qué no.

Las almohadillas están libres de máscara de soldadura, serigrafía y marcas de referencia

Diámetro y paso de las almohadillas confirmados con la sonda del probador (confirmar con nuestro equipo de ingeniería)

Coloque las pastillas de prueba en un solo lado siempre que sea posible

Zona de exclusión alrededor de las partes altas verificada en función del componente más alto cercano

Almohadillas alejadas del borde de la placa, carriles, orificios de herramienta y pestañas del panel

La alimentación, varias tierras, las señales de reinicio, los relojes, la programación y los pines de escaneo de límites tienen todos pads

No se permite hacer pruebas en las bolas BGA ni en los pines de paso fino; en su lugar se utilizan vías de distribución o espigas.

No se utilizan vías cubiertas como puntos de prueba

Lista de conexiones exportada después del cambio final de diseño

Lista de puntos de prueba (red, X/Y, lado) incluida en el paquete

Redes no probadas indicadas con el control alternativo, ya sea AOI, rayos X o prueba funcional

Preguntas frecuentes

¿Puede una pata de orificio pasante servir como punto de prueba?

Un sonda voladora a menudo puede posarse sobre un terminal de orificio pasante o sobre su unión de soldadura, lo que es una de las razones por las que necesita menos pads dedicados. A un fixture ICT le gusta menos, porque la longitud del terminal y la forma del filete varían de una placa a otra y el contacto es menos repetible. Si la red es importante para el ICT, asígnale un pad.

¿Necesito un punto de prueba en cada red?

No. Cada red que omitas debe ser una decisión con una razón, como una conexión local corta que el AOI pueda confirmar, o una red alcanzada mediante boundary scan. Escribe la razón junto a la red en tu lista de no probadas para que no se pierda en la siguiente revisión.

¿Un punto de prueba perjudica una señal de alta velocidad?

Puede hacerlo. Una almohadilla en un stub añade capacitancia y un punto de reflexión. Coloque la almohadilla directamente sobre la pista en lugar de hacerlo en una rama, manténgala tan pequeña como lo permita el equipo de prueba y pásela por su verificación de integridad de señal. En las redes más rápidas, omitir la almohadilla y confiar en el boundary scan o en la prueba funcional suele ser el mejor compromiso.

¿Debo etiquetar los puntos de prueba en la serigrafía?

Sí, con designadores de referencia de TP colocados junto a la almohadilla, nunca sobre ella. Esto ayuda con la puesta en marcha y el análisis de fallos, y tu lista de puntos de prueba puede entonces coincidirse por nombre así como por coordenadas.

¿Qué pasa si solo puedo colocar puntos de prueba en la parte superior?

Dígalo antes de que se congele el diseño. Una sonda voladora se las arregla con el acceso al lado superior sin demasiados problemas. Un útil de ICT tendría que trabajar alrededor de los cuerpos de los componentes en el mismo lado, por lo que se vuelve difícil mantener las zonas de exclusión y un útil por el lado inferior puede requerir un cambio de diseño.

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Recursos útiles
•Directrices de diseño de puntos de prueba para pruebas ICT y de sonda voladora en PCBA de ciencias de la vida
•Comparación de AOI, ICT y AXI y cuándo utilizarlos durante el ensamblaje SMT de PCB
•Requisitos de panel para el ensamblaje de PCB
•Lista de verificación previa al pedido de PCB