O Papel Crítico do Design de PCB no Teste Em-Circuito Bem-Sucedido

31 Jan 2017

Apesar do desenvolvimento de tecnologias de teste concorrentes, o Teste Em-Circuito (ICT) continua sendo uma das maneiras eficazes de testar uma montagem de PCB. O apelo duradouro do ICT vem da velocidade do teste, que geralmente é apenas alguns segundos. Além disso, o teste é preciso, e a detecção de erros em nível de componente acelera o processo de diagnóstico, tornando-o menos dependente de habilidade. Este post discute a importância do teste em-circuito no design de PCB.

O que é Teste Em-Circuito?

ICT requer um tipo de Equipamento de Teste Automatizado Especialista (ATE), que realiza Análise de Defeitos de Fabricação (MDA). Ele conduz teste individual de cada componente em um PCB. Também verifica coisas como medições básicas de tensão de alimentação, orientação de diodo e transistor, e medições de componentes passivos (resistores e capacitores). Procura falhas em circuitos abertos e curtos.

Por que o Design de PCB é Importante?

Para realizar ICT, precisa-se investir em um fixture de teste bed-of-nails (cama de pregos) e um programa de teste dedicado que juntos custam mais de $12.000. Como resultado deste alto encargo de Engenharia Não-Recorrente (NRE), este método é adequado para altos volumes e designs estáveis.

Como Você Deve Projetar Seu Layout de PCB?

Para obter o máximo de uma estratégia de teste, você deve considerar os seguintes pontos ao projetar o layout de uma montagem de PCB:

1. Acesso a Pads de Teste: Redes elétricas com "no connects" (pinos de CI não conectados), devem ter um pad de teste, projetado no PCB. Há uma exceção no caso de tecnologia convencional "through-hole", onde é aceitável sondar na perna do componente no lado da solda da montagem. Idealmente, o diâmetro do tamanho do pad é 0,05 polegadas e pads devem estar a pelo menos 0,1 polegadas de distância uns dos outros e de outros componentes. Isso permite o uso de pinos de teste robustos. Além disso, os pads devem estar a pelo menos 0,125 polegadas da borda do PCB.
2. Estabilidade do Design: É muito importante certificar-se se o design é estável antes de se comprometer com um fixture pois estes podem ser bastante caros.
3. Sondagem no Lado da Solda: O pad de teste idealmente deve estar no lado da solda de um PCB. É viável sondar em ambos os lados. A fiação e sondas de transferência adicionais tornam o fixture caro se sondagem no lado superior for necessária.
4. Lado da Solda: Nenhum componente deve estar presente no lado da solda a menos que seja inevitável.
5. Furos de Ferramenta (Tooling holes): Lembre-se sempre de adicionar furos de ferramenta ao PCB principal. Estes furos permitem que os pinos de ferramenta localizem o PCB no fixture. Estes furos têm 3 a 4mm de diâmetro, sem revestimento. Devem estar localizados em cantos diagonalmente opostos, com cerca de 5mm de espaço livre ao redor, para que os pinos de ferramenta do fixture não curto-circitem trilhas ou componentes.
6. Teste Em-Circuito: Sistemas de teste em-circuito frequentemente têm a capacidade de programar dispositivos durante o ciclo de teste. Isso não é apenas conveniente, mas também ajuda a aumentar dramaticamente o tempo total do ciclo. Deve-se certificar se estes dispositivos podem ser pré-programados antes da colocação. Também deve-se garantir se o testador é capaz de manter estes dispositivos em estado de reset após a energia ser aplicada.
7. Resistores Pull-Up (Ou Pull-Down): Resistores pull-up ou pull-down devem ser usados em todos os pinos de sinal de dispositivo, em vez de conectá-los diretamente aos trilhos de alimentação. Isso permite que a máquina de teste controle os sinais. Isto é principalmente importante para pinos mantendo dispositivos digitais em estado de reset ou alta impedância. Isto pode não ser obrigatório para o produto funcionar, no entanto, é muito útil no teste ao tentar separar componentes individuais em um circuito.
8. Deixe Espaço: O topo do fixture no PCB precisa ser capaz de pressionar para baixo. Para este propósito, você deve permitir pelo menos um espaço de 2mm de diâmetro no PCB entre componentes para hastes de empurrar (pusher rods). Os componentes devem ser espaçados uniformemente ao redor da área do PCB.
9. Baterias: Preferencialmente, não é recomendado instalar baterias até após o teste. No entanto, se estiverem presentes, projete um link removível para desconectá-las durante ICT.

Requer esforço projetar um PCB para teste em-circuito. No entanto, é muito essencial levar em conta os pontos explicados acima, para economizar custos no futuro. As razões explicadas acima tornam claro por que o design de PCB é necessário para ICT.

Post Relacionado do Blog:

• Teste Em-Circuito & Teste Funcional - 2 Principais Tipos de Teste de PCB Leia Mais