Pruebas de montaje de PCB de bajo volumen

Ya ordené la fabricación y el montaje de pequeños lotes de PCB (~ 100) un par de veces. Cada vez, la fábrica de ensamblaje me preguntó si quería hacer pruebas en los tableros. Como no soy un profesional, no sabía qué hacer al respecto, así que probé las placas yo mismo cuando las recuperé ... encontrando porcentajes inaceptables (> 10 ~ 20%) de problemas de soldadura. Aunque mis tableros eran complejos de hadas (+100 componentes), no había diseñado ningún procedimiento de prueba en ellos ni siquiera sabía cómo hacerlo. Así que me pregunto, ¿cuáles son las capacidades de prueba habituales para una producción de bajo volumen como esta, y qué tipos de pruebas se pueden pedir a la fábrica sin exagerar? ¿Suele ser costoso? Estoy hablando de probar la placa ensamblada, no la PCB desnuda. Gracias por adelantado.

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— Guillermo Prandi
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Ninguna cantidad de pruebas "arreglará" un proceso de ensamblaje que es tan fundamentalmente defectuoso que produce 10-20% de ensamblajes defectuosos. Incluso si una placa pasa una prueba visual o funcional en un momento dado, probablemente tendrá problemas de confiabilidad a largo plazo. Realmente necesitas encontrar una mejor casa de ensamblaje.

— Dave Tweed

La respuesta más simple: pídales que citen las pruebas de "cortos y abiertos" y que vean lo que dicen. Estos detectarán prácticamente todos los defectos de soldadura, que son su gran problema. Pueden pedir almohadillas de prueba en la pizarra o información que pueda proporcionar. Pregúnteles qué necesitaría hacer con una placa existente para que sea comprobable.

— Brian Drummond el

Gracias chicos. Es cierto, necesito encontrar una nueva casa de ensamblaje. Sin embargo, eran diferentes cada vez. ¡Pensé que era normal tener tales errores! Los errores se debieron a calor insuficiente (soldadura no fundida) en partes de los tableros. Estaban soldadas por reflujo de estaño y plomo, así que no sé cómo podrían terminar de esa manera. Me culpé por no saber cómo colocar los componentes adecuadamente para una distribución uniforme del calor (es una placa densa), pero supongo que también es su culpa. La placa tiene algunos componentes de paso de 0.4 mm que no pude eliminar.

— Guillermo Prandi

Esto no es normal. De hecho, hacer que prueben y arreglen a mano lo que encuentran puede enmascarar su ensamblaje malo y TENDRÁ muchas fallas de campo. Quizás su diseño sea en parte culpable, pero realmente encontraría otra casa de ensamblaje. ¡Deberían haber podido ver la mala soldadura mediante inspección visual!

— Spehro Pefhany

Respuestas:

Estoy trabajando para una empresa de este tipo, pero estoy principalmente ubicada en el desarrollo, por lo que tengo algunas ideas, pero probablemente hay personas que saben mucho más:

Cuando se trata de pruebas, seguimos varios enfoques. Básicamente comenzamos con AOI (Inspección óptica automatizada). Esto es bastante barato y revela muchos errores antes de que se realicen pasos adicionales que requieran que la placa se alimente.

El siguiente paso es verificar las conexiones eléctricas. Hacemos esto de diferentes maneras, generalmente depende de la cantidad de puntos de prueba disponibles y si la placa fue diseñada para la prueba (sí, generalmente a nadie le importa eso por adelantado). Los métodos que más usamos son:

Flying Probe (básicamente una forma automatizada de contactar los pines y verificar si la resistencia cumple con los valores esperados). Esto también es relativamente barato ya que los programas pueden crearse a partir de listas de red que deben ser especificadas por el cliente.
Escaneo de límites: Flying Probe puede contactar principalmente puntos de prueba o puntos más grandes como resistencias, ... si no hay un punto disponible para tocarlo en la PCB, la Flying Probe no sirve de nada. Para probar las conexiones entre circuitos integrados, confiamos principalmente en las pruebas de exploración de límites si el controlador las admite. Pero también tienen sus límites. Además, los programas se pueden "escribir" automáticamente, pero deben adaptarse.
Pruebas en circuito: este es probablemente el método de prueba más extenso que utilizamos (y también el más costoso). Básicamente construimos un adaptador que alojará el DUT y contactará con los diferentes puntos de prueba. Usando técnicas integradas de exploración de límites y estimulando señales digitales y analógicas, es posible casi cualquier modo de prueba. Por ejemplo, también es posible iniciar la placa en algún cargador de arranque y ejecutar pruebas disponibles en el cargador de arranque, probar conexiones Ethernet, probar conexiones USB, ... No es necesario decir que esto tiene un costo.

Estoy seguro de que hay aún más posibilidades de pruebas disponibles, pero estas cubren bastante bien los requisitos que obtenemos de nuestros clientes. Aún así, el 100% de las pruebas no es posible.

— Tom L.
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Gracias Tom por tu respuesta. Mi siguiente pregunta aquí es, ¿qué sucede si las pruebas fallan? Por ejemplo (como en mi caso) un conector de 136 pines de 0.4 mm no está completamente soldado. ¿El fab se encarga de las reparaciones? Digamos que otras pruebas fallan ... ¿simplemente descartarían las tablas? En mi caso, la placa tiene componentes bastante caros ... Prefiero obtener las placas de todos modos y ver qué puedo hacer con los errores. Cualquier comentario sobre esto será apreciado.

— Guillermo Prandi

Una vez más, eso depende de nuestro cliente: si las pruebas fallan y tenemos algún conocimiento sobre el dispositivo (esquemas, por ejemplo), intentaremos repararlo (especialmente si se trata solo de un componente no soldado o una soldadura defectuosa o tal vez algún componente desplazado) . Si no tenemos este conocimiento, generalmente se lo entregamos al cliente, pero cobraremos una cantidad incluso si las pruebas fallan (si el cliente tampoco nos da la oportunidad de repararlo). Durante la producción, se genera un registro que detalla los errores detectados, por lo que en caso de que el cliente produzca la misma parte o una similar, esos errores se pueden evitar

— Tom L.

por adelantado. Esto es especialmente útil para detectar problemas durante la soldadura o colocación de componentes. Por lo general, no descartamos ningún tablero con componentes, ya que muchas veces el cliente intentará repararlos. Por supuesto, si hay un problema realmente serio, intentaremos corregirlo internamente. 0.4 mm suena como un tono bastante pequeño, no sé si este error podría haber sido detectado por AOI o FP, especialmente porque es un conector (supongo que AOI habría visto al menos algunos).

— Tom L.

Pero, de nuevo, generalmente hablamos con nuestros clientes también antes de que la producción comience, ya que los departamentos de soldadura y colocación generalmente intentan eliminar la mayoría de los errores antes de la primera producción y, por lo tanto, analizamos más de cerca los materiales proporcionados. --- Maldito límite de comentarios.

— Tom L.

Para abreviar: Por lo general, hablamos con nuestros clientes antes de la producción y encontramos algún acuerdo :-).

— Tom L.

Hay algunas cosas a considerar ...

Costo de prueba

Costo inicial de los accesorios de prueba.
Posibles cambios de PCB para hacer esto más fácil.
Costo de la prueba (por lo general, el costo de la persona que realiza la prueba es el factor más importante)

Todos estos se ven afectados por lo que son las pruebas. En este caso, tiene fallas de producción después del ensamblaje y luego se necesitarían pruebas funcionales.

La elección es Prueba manual, Totalmente automatizado o una mezcla de ambos.

Las pruebas manuales son más caras en tiempo pero normalmente baratas en costos iniciales (medidores y una bolsa de cables)

Totalmente automatizado es costoso en costos iniciales pero generalmente es barato en producción (accesorios de prueba que se conectan a equipos de prueba automatizados + redacción de los programas de prueba).

En casos externos, el tiempo de prueba manual podría ser de 8 horas, el tiempo de prueba automatizado podría ser de 10 minutos.

Para la producción de 100 por año, un accesorio manual simple puede ahorrar una gran cantidad de tiempo. El tipo de cosas que pienso es donde tienes 30 cables para conectar a mano. Reemplace eso con un conector enchufable y obtendrá un tiempo de prueba más rápido y la mano del destornillador no se desgastará. Esto puede hacer que las pruebas sean desagradables para la persona que realiza las pruebas. (100 x 30 cables x 2 segundos por cable = 100 minutos)

Si su prueba digital se conecta a un chip de búfer con LED en el equipo de prueba, facilita las comparaciones visuales.

Para señales analógicas (cualquier voltaje, corriente o forma de onda) verifico en 2 valores de entrada a menos que haya una razón para 3 o más valores.

Lo lejos que llegues a las pruebas detalladas depende de lo que sea crítico. Una salida debe ser +/- 0.001V y luego probarla con un medidor. Si es +/- 0.1V y su alto volumen, puede usar comparadores.

A menudo pruebo de manera amplia y gruesa y refino las pruebas cuando son críticas y cuando no se detectan fallas. Por supuesto, si el circuito es crítico en alguna mansión, pasará más tiempo asegurándose de que funcione según sea necesario.

También recuerde que algunos conectores se desgastan rápidamente. Busque conectores de 10,000 ciclos para equipos de prueba y no los conectores de 500 o 1000 ciclos utilizados en el producto si son compatibles. Si solo puede usar conectores de ciclo bajo, agregue el costo de la prueba.

— Cuchara
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