Prima di lasciare gli stabilimenti di produzione, i PCB nudi (Printed Circuit Boards) e gli assiemi PCB (PCBA) devono superare test elettrici per garantire che le schede offrano alte prestazioni e elevata affidabilità nei prodotti finali.Prove elettrichevengono implementati per individuare problemi elettrici e di circuito come cortocircuiti, circuiti aperti, resistenza, capacità ecc., tutti elementi che indicano se le schede nude o le schede assemblate sono state fabbricate correttamente.
Il test a sonde volante era originariamente utilizzato solo per l’ispezione delle schede nude, mentre è stato poi applicato in modo efficace alla simulazione di test in linea sia per le schede nude che per quelle assemblate. L’avvento del test a sonde volanti ha modificato i metodi di collaudo per i prodotti a basso volume e con tempi di assemblaggio rapidi. Con le schede testate tramite sonde volanti, il ciclo di progettazione del prodotto sarà notevolmente ridotto e, di conseguenza, il time-to-market verrà abbreviato.
Che cos'è il test a sonde mobili?
In realtà, il test a sonde mobili può essere considerato come un aggiornamento del test con letto d’aghi, in quanto il tester a sonde mobili sfrutta le sonde per sostituire il letto d’aghi. Sul tester a sonde mobili sono installate quattro testine lungo l’asse X-Y, che possono muoversi ad alta velocità.
Durante il funzionamento di un tester a sonde volanti, l’unità in prova (UUT) viene dapprima trasportata al tester interno tramite un nastro trasportatore o altre UUT. Successivamente, le sonde entrano in contatto con le piazzole di test e le vias in modo che i difetti delle UUT possano essere individuati. Le sonde sono collegate ai driver (come generatori di segnale, alimentatori ecc.) tramite un sistema di multiplexing e a sensori (come multimetri digitali, contatori di frequenza ecc.), attraverso i quali è possibile testare i componenti appartenenti alle UUT. Quando un componente è in fase di test, gli altri componenti sulla stessa UUT vengono schermati dal test per evitare che la lettura venga disturbata.
Il tester a sonde volante è in grado di verificare cortocircuiti, circuiti aperti e valori dei componenti. Inoltre, una telecamera è installata sul tester a sonde volanti per aiutare a individuare componenti mancanti e a ispezionare la polarità dei componenti. Poiché la precisione di posizionamento e la ripetibilità delle sonde rientrano in un intervallo compreso tra 5 μm e 15 μm, il tester a sonde volanti può verificare con precisione la situazione di fabbricazione dell’UUT.
Confronto tra il test a letto d’aghi e il test a sonde mobili
Rispetto al collaudatore a letto d’aghi, il tester a sonde mobili offre prestazioni migliori ed è più efficace nel test dell’assemblaggio PCB. In primo luogo, il ciclo di sviluppo del test sarà ridotto, così che i prodotti finali potranno entrare sul mercato più rapidamente. In secondo luogo, i costi saranno ridotti grazie all’applicazione del tester a sonde mobili, che non richiede più il dispositivo di fissaggio necessario nel test a letto d’aghi. In terzo luogo, il test a sonde mobili è in grado di eseguire test a basso volume a costi contenuti. Infine, il tester a sonde mobili può collaudare rapidamente il prototipo di assemblaggio.
Come funziona il Flying Probe Tester?
Il tester a sonde mobili esegue la programmazione in modo più semplice e rapido rispetto ai tradizionali sistemi ICT (in-circuit test), come ad esempio il test a sonde mobili.
Per implementare la programmazione del test a sonde mobili, il personale addetto ai test dovrebbe innanzitutto trasformare i dati CAD (computer aided design) forniti dagli ingegneri in un file applicabile. Successivamente, il file appena generato verrà eseguito tramite un programma di test, con la generazione di nuovi file nei formati corrispondenti. Infine, tutti i file verranno creati in modo da soddisfare le esigenze e i requisiti di test dell’UUT.
Non appena la programmazione del test è terminata, l’autentico test a sonde mobili è imminente. Per prima cosa occorre determinare una voce di collaudo, ad esempio i cortocircuiti. Quindi, dai dati CAD devono essere estratti i dati dei punti di riferimento conformi all’UUT. Non appena l’UUT è fissata sulla piattaforma, verrà eseguita la programmazione per ispezionare i problemi di fabbricazione o di assemblaggio.
È necessario sottolineare che il debug deve essere eseguito prima dei test ufficiali. Inoltre, il debug del flying probe test può essere completato in un tempo più breve rispetto al test ICT convenzionale.
Vantaggi del test a sonde mobili
Sulla base della definizione e dei principi di funzionamento sopra menzionati, il test a sonde volanti presenta i seguenti vantaggi:
• Ciclo di sviluppo dei test breve;
• Costo di test relativamente basso;
• Elevata flessibilità di conversione;
• Feedback rapido fornito agli ingegneri di progettazione PCB durante il periodo di prototipazione.
Pertanto, rispetto all’ICT convenzionale, il test a sonde mobili richiede un tempo di collaudo complessivo più breve. Quando si tratta diAssemblaggio PCBla produzione può essere avviata solo un paio d’ore dopo l’arrivo del file CAD. Pertanto, i prototipi di assemblaggi PCB possono essere testati poche ore dopo essere stati assemblati, il che è molto diverso dall’ICT convenzionale che di solito impiega anche un paio di mesi solo per il test. Inoltre, grazie alla bassa difficoltà di configurazione, programmazione e collaudo, i tecnici ordinari sono in grado di operare.
Svantaggi del test a sonde mobili
Ogni moneta ha due facce. Oltre ai vantaggi evidenti, il test a sonde mobili presenta allo stesso tempo alcuni svantaggi.
Poiché le sonde volanti hanno un contatto fisico diretto con i via e i pad di test e sulla superficie del circuito si formano facilmente piccole cavità, alcuni OEM le considereranno difetti di fabbricazione. Oggi, tuttavia, con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, ciò verrà superato grazie all’avvento di sonde volanti di nuova generazione.
A volte, quando il flying probe tester lavora su componenti privi di piazzole di test, è possibile che le sonde entrino in contatto con i terminali dei componenti, così che terminali allentati o con saldature eseguite male possano non essere rilevati.
Nonostante gli svantaggi menzionati, il test a sonde mobili è ancora considerato un metodo di collaudo significativo per quanto riguarda la fabbricazione e l’assemblaggio di PCB e continuerà sempre a svolgere un ruolo cruciale nel garantire ai prodotti elettronici prestazioni eccellenti e alta affidabilità.
