Guide des méthodes de test des PCB

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• Pourquoi les tests de PCB sont-ils nécessaires ?
• Qu'est-ce qui est testé ?
• Types de méthodes de test de PCB
• Comment protéger votre PCB avec de meilleures conceptions
• Choisir Circuits Millenium

Guide des méthodes de test des circuits imprimés

La dernière chose qu'un designer souhaite est de découvrir à la dernière minute que son produit est défectueux. Les appareils électroniques de tous types, même s'ils sont correctement conçus et méticuleusement construits, sont sujets à des problèmes. De nombreux appareils électroniques sortent du stade du prototype avec de nombreux bogues et problèmes que leurs concepteurs doivent résoudre. Cependant, quand quelque chose passe inaperçu jusqu'à ce que le produit soit sur le terrain, cela peut signifier d'énormes problèmes pour l'entreprise.

Le test de l'électronique est si important, en particulier pour les cartes de circuits imprimés (PCB), car il empêche plusieurs problèmes de se produire. Pour avoir une idée plus claire de la façon dont les tests de PCB peuvent améliorer vos produits PCB, apprenez-en plus sur ce qu'est le test de PCB et sur les principales méthodes utilisées pour évaluer les PCB.

Pourquoi les tests de PCB sont nécessaires

Les tests sont une partie cruciale du processus de fabrication des PCB. Lorsque les tests de PCB sont effectués tout au long du cycle de production, cela peut aider à économiser de l'argent et à éviter les problèmes lors de la production finale.

Certaines techniques d'analyse de conception peuvent être utilisées au cours des premières étapes pour aider à minimiser les problèmes majeurs au cours du processus de fabrication, mais il existe également un large éventail de méthodes de test de PCB qui peuvent être utilisées sur des cartes physiques. Ces tests, exécutés sur des prototypes ou des assemblages à petite échelle, examinent de plus près les courts-circuits potentiels, les problèmes de joint de soudure et la fonctionnalité, garantissant que chaque PCB testé fonctionnera comme prévu.

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Avantages des tests de PCB

De nombreuses entreprises considèrent les tests de PCB comme un must absolu en raison des nombreux avantages qu'ils leur procurent. Découvrez quelques-uns des principaux avantages suivants des tests de PCB :

• Identification du bogue : Le principal avantage des tests de PCB est qu'ils aident à identifier les problèmes dans les PCB. Que le problème réside dans la fonctionnalité, la fabricabilité ou ailleurs, les tests de PCB identifient les problèmes de conception et de disposition de PCB afin que les concepteurs puissent s'adapter en conséquence.
• Gains de temps : Les tests de PCB dans les premières étapes peuvent aider à gagner du temps à long terme, permettant aux concepteurs d'identifier les problèmes majeurs lors de la phase de prototypage. Des tests approfondis permettent aux concepteurs de déterminer rapidement et facilement la cause profonde de chaque problème posé, en procédant à des ajustements afin de pouvoir poursuivre la production plus rapidement et de réduire les délais de production.
• Réduction des coûts : Les tests de PCB empêchent la production inutile de produits défectueux en utilisant des prototypes et des assemblages à petite échelle pour tester les produits. En effectuant des tests approfondis au début du processus de conception, les concepteurs peuvent éviter les assemblages à grande échelle inutiles de circuits imprimés défectueux, en s'assurant que la conception est aussi parfaite que possible avant qu'elle ne passe en production. Cette étape permet de réduire considérablement les coûts de production.
• Moins de produits retournés : Lorsque les entreprises effectuent des tests de PCB, elles réduisent les chances de vendre des produits défectueux ou ceux qui ne répondent pas aux normes de performance. Par conséquent, ils voient moins de produits retournés, ce qui réduit les coûts associés au remboursement des clients et à la gestion des marchandises défectueuses. De plus, le fait d'avoir moins de produits retournés peut entraîner une plus grande satisfaction des clients et une meilleure réputation de l'entreprise.
• Sécurité accrue : Étant donné que les PCB sont souvent utilisés dans les technologies électroniques essentielles, leur défaillance peut entraîner des problèmes majeurs pour la productivité d'une entreprise ou la capacité d'une organisation à fournir des services essentiels. Un PCB défectueux pourrait provoquer un incendie, mettant potentiellement en danger ceux qui se trouvent à proximité. Les tests effectués avant la fabrication peuvent également garantir que les machines et les travailleurs ne sont pas endommagés ou blessés en raison d'une mauvaise conception pendant la production.

Bien que des tests approfondis ne soient pas nécessaires pour tous les types de PCB, en particulier les produits matures bien dans leur cycle de vie, la majorité des nouvelles conceptions de PCB nécessitent des tests robustes et fréquents du processus de conception. En établissant une procédure de test de PCB adaptée aux besoins de votre organisation, vous pouvez profiter des avantages des tests de PCB.

Qu'est-ce que le test PCB et qu'est-ce qui est testé ?

Les tests et l'inspection des PCB couvrent une grande variété de méthodes de test de cartes de circuits imprimés qui vérifient si un PCB est conforme aux normes. Certaines de ces normes PCB visent à garantir que le PCB fonctionne correctement conformément aux spécifications d'un projet et qu'il ne présente aucun défaut. Des testeurs de cartes électriques et d'autres méthodes de test de cartes de circuits imprimés sont utilisés pour effectuer ces inspections et tests de PCB.

Les procédures de test des circuits imprimés évaluent plusieurs composants des PCB. Ces composants sont analysés en détail pour garantir leur qualité. Les principaux composants testés se trouvent ci-dessous :

• Laminage : La qualité du laminage est essentielle à la durée de vie d'un PCB - le décollement du stratifié peut entraîner des problèmes dans la fonctionnalité finale d'une carte. Généralement, les tests de stratification porteront sur la résistance du stratifié au pelage par la force ou l'application de chaleur.
• Placage de cuivre  :La feuille de cuivre d'un circuit imprimé est laminée sur la carte pour assurer la conductivité, mais la qualité du cuivre est souvent testée, la résistance à la traction et l'allongement étant analysés en détail.
• Soudabilité : Tester la soudabilité d'un matériau est essentiel pour un circuit imprimé fonctionnel, car il garantit que les composants peuvent être solidement fixés à la carte et évite les défauts de soudure dans le produit final. Le facteur le plus couramment analysé est le mouillage, qui fait référence à la capacité d'une surface à accepter la soudure liquide.
• Qualité de la paroi du trou : La qualité de la paroi du trou est un autre élément essentiel d'un PCB, garantissant que les parois du trou ne se fissureront pas ou ne se décolleront pas lorsque le PCB entrera sur le terrain. Les parois des trous sont généralement analysées dans des environnements soumis à des cycles et à des températures changeant rapidement pour voir dans quelle mesure elles réagissent aux contraintes thermiques.
• Électricité : La conductivité électrique est essentielle pour tout PCB, donc la capacité d'un PCB à faire passer des courants électriques avec une fuite minimale est un test courant.
• Environnement : De nombreux PCB fonctionnent dans des environnements humides, de sorte qu'un test courant pour les PCB est l'absorption d'eau. Dans ces types de tests, le PCB est pesé avant et après avoir été placé dans un environnement humide, et tout changement de poids significatif entraîne une note d'échec.
• Propreté : La propreté des PCB est la capacité à résister aux facteurs environnementaux tels que la corrosion et l'humidité. Généralement, ces tests incluent l'analyse des PCB avant et après qu'ils aient été soumis à des conditions environnementales variables.

La plupart de ces facteurs sont analysés dans les premiers tests de matériaux et les tests environnementaux. Cependant, des facteurs tels que la conductivité électrique et la fonctionnalité générale sont analysés avec diverses méthodes et équipements.

Types de méthodes de test de PCB

Plusieurs méthodes de test de PCB sont disponibles, et aucune ne détectera tous les problèmes ou ne répondra aux exigences de chaque concepteur. Chaque méthode de test doit être examinée attentivement pour déterminer si elle répond aux besoins spécifiques de votre environnement de fabrication. Certains facteurs à prendre en compte incluent le type de produit que vous testez, les problèmes que vous testez et la fiabilité de la méthode de test. Pour vous donner un aperçu des méthodes de test disponibles, nous avons résumé ci-dessous les principales qualités de quatre types populaires de méthodes de test de PCB :

1. Test en circuit (ICT)

Le test en circuit est une méthode de test de PCB populaire que de nombreux fabricants de PCB préfèrent utiliser, et il peut trouver 98% des défauts. Cette méthode de test utilise des étapes et des équipements de test de PCB spéciaux, notamment :

• Testeur en circuit : Le système de testeur contient une matrice de centaines ou de milliers de pilotes et de capteurs, qui effectuent les mesures pour le test.
• Appareil : Un appareil se connecte au testeur en circuit et est la partie qui interagit directement avec la carte testée. Ce luminaire ressemble à un lit de clous et est conçu spécifiquement pour la planche en question. Chaque « clou », ou point de capteur, se connecte aux points pertinents sur la carte de test, renvoyant les informations au testeur. Les luminaires sont généralement la partie la plus chère de ce système.
• Logiciel : Le logiciel du testeur indique au système les tests à effectuer pour chaque type de carte testée et dicte les paramètres de réussite ou d'échec.

En utilisant la méthode ICT, un fabricant peut tester des composants individuels et mesurer leurs performances, indépendamment des autres composants qui leur sont attachés. Généralement, ce type de test est le meilleur pour les circuits 3analogiques car il est le meilleur pour mesurer la résistance, la capacité et d'autres mesures analogiques. De plus, le coût de l'équipement signifie que cette méthode de test est la mieux adaptée pour le test final de produits stables à volume élevé, et non pour les productions à faible volume ou les premières étapes de test où la conception peut changer plusieurs fois.

2. Test en circuit sans montage (FICT)/test de sonde volante

Le test en circuit sans montage (FICT), également connu sous le nom de test de sonde volante, est un type d'ICT qui fonctionne sans les montages personnalisés, ce qui réduit le coût global du test. Introduit pour la première fois en 1986, le FICT utilise un dispositif simple pour maintenir la carte pendant que les broches de test se déplacent et testent les points pertinents à l'aide d'un programme contrôlé par logiciel. Depuis son introduction, FICT a été largement utilisé dans l'industrie de la fabrication électronique pour sa polyvalence.

Les tests FICT sont utilisés pour les mêmes choses que les TIC traditionnelles, mais en raison de la façon dont ils procèdent pour les tests, ils offrent différents avantages et inconvénients. Alors que FICT est capable de s'adapter à de nouveaux tableaux rapidement, facilement et à moindre coût, avec un simple changement de programmation, il a tendance à être plus lent que l'ICT traditionnel. Cette qualité en fait une méthode de test idéale pour les tests de petite production et les tests de prototypes, mais moins efficace pour la production à grande échelle.

3. Test de circuit fonctionnel

Un test de circuit fonctionnel est exactement ce à quoi il ressemble - il teste la fonction du circuit. Ce type de test intervient toujours à la fin du plan de fabrication, en utilisant un testeur fonctionnel pour vérifier si un PCB fini fonctionne selon les spécifications.

Vous trouverez ci-dessous quelques réponses aux questions courantes sur les tests de circuits fonctionnels et leur fonctionnement :

• Comment fonctionnent les testeurs fonctionnels ? Les testeurs fonctionnels sont de plusieurs types mais partagent généralement la même fonction - ils simulent l'environnement final dans lequel le PCB est censé fonctionner. Les testeurs fonctionnels le font généralement en s'interfaçant avec le PCB via ses points de sonde de test ou ses connecteurs de bord et en testant pour certifier que le PCB fonctionne conformément aux spécifications de conception.
• Les circuits fonctionnels sont-ils les mêmes que les TIC ? À certains égards, les tests de circuits fonctionnels sont similaires aux TIC en ce sens qu'ils utilisent des connecteurs pour se fixer à la carte. Dans le cas des testeurs de circuits fonctionnels, ils utilisent des dispositifs à broches pogo pour se connecter au circuit imprimé et nécessitent généralement moins de broches qu'un appareil ICT. L'équipement de test exécute ensuite des programmes pour tester le PCB, en s'assurant que l'équipement fonctionne exactement comme prévu.
• Quand les tests fonctionnels des circuits ont-ils lieu ? Comme indiqué précédemment, les tests de circuit fonctionnels sont le dernier type de test à effectuer dans un plan de fabrication de PCB, garantissant que le produit sortant fonctionne conformément aux spécifications.
• Qu'est-ce qu'un test de circuit fonctionnel évalue ? Généralement, les tests de circuits fonctionnels examinent simplement la fonctionnalité du produit dans son ensemble et le notent sur une base de réussite ou d'échec. Par conséquent, ce n'est pas une méthode de test idéale pour les premiers prototypes, car elle n'identifie pas les détails sur ce qui ne va pas avec le produit.

4. Test de balayage des limites

Le test de balayage périphérique examine les lignes filaires sur les PCB et est largement utilisé comme moyen de tester les circuits intégrés lorsqu'il n'est pas possible d'atteindre tous les nœuds du circuit. Dans ce type de test, des cellules sont placées dans les fils du silicium aux broches externes, testant la fonctionnalité de la carte.

La grande qualité différenciante de ce type de test est sa capacité à évaluer une carte sans atteindre tous ses nœuds. Cette qualité est importante pour évaluer les circuits intégrés à plusieurs couches et à haute densité, car ces types de PCB sont devenus plus courants ces dernières années.

En fait, cette méthode de test est assez polyvalente et peut être utilisée pour plusieurs applications, y compris les tests au niveau du système, les tests de mémoire, la programmation flash et l'émulation de l'unité centrale de traitement (CPU), entre autres fonctions. Il est couramment utilisé dans le service sur le terrain pour détecter les problèmes dans les systèmes en fonctionnement.

Comment protéger votre PCB avec de meilleures conceptions

Pour mieux protéger votre circuit imprimé et le faire passer une inspection et un test, vous voudrez peut-être envisager d'utiliser certaines des meilleures techniques de conception disponibles aujourd'hui. La conception pour la fabrication (DFM), la conception pour l'assemblage (DFA), la conception pour le test (DFT) et la conception pour la chaîne d'approvisionnement (DFSC) font partie des meilleures techniques de conception utilisées pour garantir la fabrication correcte d'un PCB.

Essentiellement, les concepteurs utilisent ces techniques au stade des schémas et de la simulation pour s'assurer qu'un PCB répond à divers paramètres et normes avant qu'il ne soit envoyé au stade de la fabrication. En savoir plus sur DFM, DFA, DFSC et DFT ci-dessous.

Conception pour la fabrication

DFM est le processus d'arrangement d'une topologie PCB avec le processus de fabrication à l'esprit. Avec cette mentalité de conception, la topologie de la disposition des PCB est destinée à atténuer les problèmes qui surviennent généralement lors des processus de fabrication et d'assemblage, notamment :

• Éclats et îlots : Des morceaux de cuivre flottant librement sur une couche de PCB peuvent causer des problèmes dans une conception de PCB, ce qui a tendance à se produire lorsqu'une conception comprend plusieurs zones avec de petits îlots de cuivre entre les pistes. Ces pièces peuvent se détacher et provoquer des interférences sur d'autres parties de la carte et des îlots, une impédance de trace, des inexactitudes de trace, une impédance et d'autres problèmes.
• Ponts de soudure : Lorsque les pistes et les broches sont placées trop près les unes des autres et qu'un masque de soudure n'est pas utilisé dans une conception, la soudure peut créer des ponts entre les broches, provoquant des courts-circuits et de la corrosion ainsi que d'autres problèmes.
• Cuivre au bord : Parfois, le cuivre d'un circuit imprimé est trop proche du bord de la carte, ce qui provoque des courts-circuits pendant le processus de gravure lorsqu'un courant électrique est appliqué.

Les tests DFM doivent être mis en œuvre au début d'un calendrier de projet afin de réduire les coûts globaux et le temps de développement. Il existe de nombreux logiciels disponibles qui identifient des problèmes comme ceux énumérés ci-dessus.

Conception pour l'assemblage

Pour tout assemblage de PCB, il est essentiel de fixer solidement les composants au circuit imprimé. Malheureusement, cela peut être difficile lorsque la conception est difficile à assembler, c'est pourquoi DFA est essentiel. Avec DFA, l'objectif est de déterminer comment concevoir le PCB afin que l'assembleur puisse terminer son travail rapidement et efficacement.

Le processus DFA comprend les étapes suivantes :

• Minimiser les apports de matériaux.
• Choisissez des composants facilement disponibles.
• Laissez aux composants un espace suffisant entre eux.
• Appliquer les normes générales de conception de PCB.
• Faire des marquages ​​pour les composants précis et clairs.

Comme DFM, les tests DFA doivent être mis en œuvre dès le début d'un processus de conception de projet afin de minimiser les coûts de production et le temps de développement du produit. Des programmes logiciels de test de PCB sont disponibles pour aider à garantir que les conceptions de PCB répondent aux normes DFA.

Conception pour test

La DFT est un type de conception qui permet de rendre les tests plus approfondis et moins coûteux. Essentiellement, les PCB conçus avec DFT à l'esprit sont conçus pour faciliter la détection et la localisation des pannes. De cette façon, il est plus facile d'exécuter des tests rapidement et avec précision, ce qui réduit le temps nécessaire aux tests. Pour que cela fonctionne, les concepteurs doivent savoir exactement quel type de méthodes de test ils utiliseront à chaque étape de la production et concevoir le PCB pour qu'il fonctionne de manière optimale avec eux.

La DFT peut nécessiter beaucoup d'efforts de conception et d'ingénierie supplémentaires dans le processus de conception de PCB, ce qui compense facilement le temps économisé lors des tests. Le temps passé, cependant, est facilement compensé par une diminution globale des coûts de fabrication. Les défauts étant plus faciles à trouver, il est moins probable que des PCB avec des défauts cachés soient envoyés, ce qui réduit le coût de l'insatisfaction des clients et des rappels potentiels.

Conception pour la chaîne d'approvisionnement

Une chose que de nombreux concepteurs ne prennent pas en compte est le cycle de vie d'un produit ou d'un composant. Souvent, certains composants deviennent obsolètes au cours du cycle de vie du produit d'un PCB, et il devient plus difficile de se procurer ce composant de manière rentable. Il est essentiel de prendre en compte les cycles de vie des composants lors de la conception de nouveaux produits avec les techniques DFSC.

Rester au courant des cycles de vie implique de parler à un sous-traitant en électronique expérimenté pour déterminer la disponibilité des stocks et un approvisionnement alternatif pour les composants d'un PCB au début du processus de conception. À long terme, cette stratégie DFSC permettra d'économiser de l'argent en garantissant une longue durée de vie pour une conception de PCB.

Choisissez Millennium Circuits pour les tests de PCB

Quelle que soit la méthode que vous utilisez, les tests de PCB sont une étape essentielle du processus de conception, permettant à votre entreprise d'économiser beaucoup de temps et d'argent en prévenant les bogues avant qu'ils n'affectent votre production. Cependant, pour exécuter avec succès des tests sur vos PCB, vous avez besoin d'un fournisseur en qui vous pouvez avoir confiance pour vous assurer que vos prototypes sont fabriqués sur commande à chaque fois. Millennium Circuits Limited peut vous aider.

Nous fournissons plusieurs prototypes et services de production à petite échelle qui peuvent vous aider à accélérer votre processus de test. Avec une fiabilité incroyable et sans frais cachés, nous nous assurons que vous pouvez nous faire confiance pour vous fournir des prototypes de haute qualité pour votre prochaine série de tests de PCB. Obtenez un devis aujourd'hui !

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