Las placas de circuito impreso sin componentes no tienen ningún componente electrónico instalado. Cuando se trata de la producción en serie, las placas de circuito impreso sin componentes deben someterse a pruebas para garantizar su fiabilidad y rendimiento. Este proceso, conocido como prueba de placas sin componentes, se centra en verificar la conectividad eléctrica y detectar defectos. Al realizar pruebas en una fase temprana, los fabricantes de placas de circuito impreso pueden evitar costosos fallos más adelante en el proceso de montaje.
¿Qué es la prueba de placas de circuito impreso sin componentes?
En pocas palabras, las pruebas de placas de circuito impreso sin componentes se realizan para garantizar que las placas de circuito impreso sin componentes se han fabricado correctamente y no presentan defectos antes del montaje. Durante este proceso, los fabricantes de placas de circuito impreso suelen comprobar lo siguiente:
Continuidad eléctrica: comprueban que todas las conexiones eléctricas diseñadas en las placas de circuito impreso sin componentes (como almohadillas, vías y pista) estén correctamente conectadas.
Aislamiento: se asegura de que no haya conexiones entre diferentes circuitos que deban diseñarse para permanecer eléctricamente independientes.
Precisión del diseño: confirmar que las pistas, almohadillas y vías coinciden con el diseño de la PCB.
¿Cómo se prueban las placas de circuito impreso sin componentes?
Antes de comenzar el proceso de montaje de la PCB, es fundamental probar las placas de circuito impreso sin componentes para asegurarse de que no tienen defectos. Entonces, ¿cómo se prueban las placas de circuito impreso sin componentes? Existen varios métodos, cada uno con diferente precisión, coste y velocidad. A continuación se presentan los 5 métodos de prueba más importantes.
Prueba con sonda voladora
Se trata de un método de prueba automatizado que utiliza un sistema de sondas de alta velocidad. Durante la prueba, estas sondas se mueven rápidamente según un procedimiento preprogramado hacia las almohadillas, vías, pines de componentes y otras ubicaciones designadas, entrando en contacto con la placa de circuito para completar la prueba. Este método puede evaluar parámetros como aperturas y cortocircuitos, así como resistencia, capacitancia, inductancia y polaridad de los diodos.
Ventajas:
Rentabilidad en lotes pequeños: la prueba con sonda móvil no necesita un dispositivo personalizado, lo que reduce la inversión inicial y el tiempo de configuración. Un programa de sonda móvil se puede crear y actualizar en pocas horas. Para la producción de lotes pequeños, es la solución perfecta.
Resultados precisos y fiables: este método puede proporcionar resultados de prueba fiables y precisos, lo que garantiza que se identifiquen los posibles problemas antes de que afecten a la funcionalidad del producto.
Flexibilidad para cambios de diseño: no se necesita ningún accesorio específico. Las pruebas con sonda móvil se adaptan fácilmente a diferentes diseños y disposiciones de PCB.
Contras:
Más lento para la producción de gran volumen: en comparación con la ICT, la velocidad de prueba de la prueba de sonda móvil en la producción en masa es más lenta.
Accesibilidad limitada a los componentes: tiene capacidades limitadas para probar componentes con contactos ocultos, como los BGA.
Cobertura funcional limitada: esta prueba no puede reflejar completamente el rendimiento real del circuito, ya que solo prueba algunos puntos. Se trata solo de un complemento a las pruebas funcionales, pero no de un sustituto completo.
Prueba en circuito (ICT)
Las pruebas en circuito, también llamadas pruebas de fijación o pruebas de cama de clavos, se utilizan comúnmente en la producción a gran escala. Este método de prueba requiere un dispositivo de prueba especializado, integrado con cientos de sondas que contactan con precisión los puntos de prueba. Durante la prueba, se aplica presión al dispositivo para comprimir las placas superior e inferior, lo que permite que las sondas entren en contacto con todos los puntos de prueba simultáneamente. De este modo, se puede completar una prueba exhaustiva de todas las placas de circuito impreso sin componentes en muy poco tiempo.
Ventajas:
Alta precisión: con un dispositivo preciso y personalizado, la ICT es un método muy preciso para detectar fallos de fabricación. Este método de inspección puede detectar de forma rápida y precisa defectos en los componentes, cortocircuitos, circuitos abiertos y otros fallos.
Alta velocidad: el probador de cama de clavos puede contactar con todos los puntos de prueba al mismo tiempo. Este método es más rápido que las pruebas punto por punto, como las pruebas con sonda voladora. Funciona bien para la fabricación a gran escala.
Desventajas:
Costes iniciales más elevados: la ICT suele requerir accesorios de prueba especializados, que deben personalizarse para cada placa de circuito impreso sin componentes. Las máquinas ICT también son caras. Para lotes pequeños de productos, la inversión inicial es demasiado elevada.
Configuración del programa que requiere mucho tiempo: Se necesita mucho tiempo para crear programas de prueba ICT, especialmente cuando se trabaja con placas de circuito impreso sin componentes complejas. Esto también puede aumentar el ciclo de producción general.
Inspección automatizada por rayos X (AXI)
La inspección por rayos X es un método avanzado de ensayo no destructivo que detecta defectos difíciles de detectar a simple vista. Funciona emitiendo rayos X a través de una placa de circuito impreso sin componentes y analizando la imagen resultante en un detector. Este método se puede utilizar para inspeccionar defectos en vías ciegas o enterradas, capas desalineadas, trazas internas, fallos de conexión, etc.
La AXI se utiliza normalmente para inspeccionar las juntas de soldadura y las posiciones de los componentes durante la fase de montaje, pero también se está adoptando cada vez más para la inspección de placas de circuito impreso sin componentes, especialmente para PCB complejas o de alta fiabilidad.
Ventajas:
No destructivo: los rayos X pueden penetrar en los materiales y utilizarse para inspeccionar placas de circuito impreso sin componentes sin dañarlas.
Automatizado y consistente: AXI minimiza los errores humanos mediante el uso de sofisticados programas y algoritmos para ofrecer resultados de inspección automatizados, consistentes y fiables.
Placas complejas y de alta densidad: es esencial para inspeccionar PCB HDI y componentes con juntas de soldadura ocultas, como los BGA. Los rayos X pueden atravesar las capas de la PCB, revelando defectos internos que no se pueden ver con la inspección óptica.
Contras:
Requiere operadores cualificados: aunque AXI es una inspección automatizada, se sigue necesitando personal cualificado para manejar el complejo equipo e interpretar las detalladas imágenes de rayos X.
Velocidad de inspección más lenta: su tiempo de inspección es más lento y no tan rápido como el AOI, por lo que no es adecuado para líneas de producción de alta velocidad.
Alto coste inicial: la inversión inicial, incluidos los costes de la máquina y el software, es significativamente mayor que la de otros métodos de detección.
Inspección óptica automatizada (AOI)
La inspección óptica automatizada toma fotografías de las placas de circuito impreso sin componentes utilizando dos cámaras 3D o una cámara 2D, y luego compara las imágenes con el esquema. Cualquier discrepancia requiere una revisión manual. Puede detectar agujeros perforados incorretamente, defectos en la máscara de soldadura, trazas rotas y otros problemas.
Ventajas:
Rápida y no destructiva: puede probar rápidamente las placas de circuito impreso sin componentes y no las toca ni las destruye.
Eficaz para defectos superficiales: este método puede detectar con precisión defectos superficiales en placas de circuito impreso sin componentes, como componentes faltantes, errores de grabado, defectos en las almohadillas, etc.
Económico: en comparación con AXI, AOI tiene menores costes de equipamiento e inspección. Funciona bien para el control de calidad de la producción en serie regular.
Inconvenientes:
Detección solo en superficie: AOI solo puede detectar defectos superficiales y no puede detectar juntas de soldadura ocultas, vías enterradas, trazas internas, etc.
Posibles falsos positivos: se basa en la comparación de imágenes, lo que puede dar lugar a errores de juicio de placas de circuito impreso sin componentes en buen estado o a defectos no detectados en algunos casos, lo que requiere una revisión manual.
Sin pruebas eléctricas: el AOI no alimenta la placa, por lo que no puede detectar problemas eléctricos como cortocircuitos o circuitos abiertos. Por lo tanto, a menudo se combina con otros métodos de prueba.
Prueba de quemado
Las pruebas de quemado son pruebas destructivas que se utilizan para detectar posibles fallos en placas de circuito impreso sin componentes de forma temprana y verificar su capacidad de carga. Consisten en someter los productos electrónicos a una exposición prolongada a altas temperaturas, cargas u otras tensiones. Este proceso suele durar entre 48 y 168 horas, lo que permite que los posibles defectos se hagan evidentes de forma temprana en estas condiciones extremas.
Comparación de los métodos de prueba de PCB sin componentes
| Tipos | Tipo de contacto | Tipo de prueba | Velocidad de inspección | Coste | Idoneidad para lotes |
| Prueba con sonda móvil | Contacto | Prueba eléctrica | Moderado | Coste moderado, no se necesitan accesorios | Lotes pequeños |
| ICT | Contacto | Prueba eléctrica | Rápido y eficiente para la producción en masa | Coste elevado, requiere accesorios personalizados | Lotes medianos a grandes |
| AXI | Sin contacto | Inspección por rayos X | Rápida para placas de alta densidad | Alto coste, equipo caro | Lotes medianos a grandes |
| AOI | Sin contacto | Inspección óptica | Moderado | Coste moderado, fácil configuración | Lotes medianos a grandes |
| Pruebas de quemado | Sin contacto | Prueba de fiabilidad | Ciclos de prueba lentos y largos | Alto coste, consumo energético y tiempo | Lotes pequeños y medianos |
¿Por qué es importante la prueba de placas de circuito impreso sin componentes?
Aunque muchas empresas consideran que las pruebas de placas de circuito impreso sin componentes requieren mucho tiempo y son costosas, no se puede ignorar su importancia. Ofrecen tres ventajas clave que las convierten en un paso esencial antes del montaje de la PCB.
Reducción de los gastos de fabricación
Una pequeña inversión en pruebas de placas de circuito impreso sin componentes puede ahorrar importantes costes posteriores de reparación y reelaboración. Al fabricar placas de circuito impreso sin componentes, pueden producirse algunos defectos comunes, como exceso o falta de cobre, cortocircuitos y agujeros adicionales. Una vez que la placa se llena de componentes, la inspección se vuelve cada vez más difícil. En última instancia, si una placa falla, se pueden desperdiciar componentes costosos y también aumentan los costes de reparación.
Mejora del rendimiento del montaje
Algunos errores pueden ser difíciles de detectar en las primeras etapas del diseño de la PCB. Al probar las placas de circuito impreso sin componentes durante la etapa de prototipo, es fácil y posible identificar y resolver los posibles defectos. Esto puede garantizar un montaje más fluido más adelante, lo que reduce los riesgos de interrupciones, retrasos y fallos de montaje.
Mayor fiabilidad del producto
Al realizar pruebas de placas de circuito impreso sin componentes antes del montaje, se puede garantizar que estas placas funcionen según lo previsto. Si se omite este proceso, una alta tasa de fallos posteriores de las PCB puede afectar negativamente a la reputación de su empresa. Unas placas de circuito impreso sin componentes fiables también significan menos devoluciones y reclamaciones, lo que se traduce en una mayor satisfacción del cliente y una mayor confianza en el producto.
Cómo seleccionar el mejor método de prueba para placas de circuito impreso sin componentes
A la hora de elegir los métodos de prueba adecuados, debe tener en cuenta varios factores. Estos son cinco factores críticos:
Evaluar los requisitos del producto
Para las placas de circuito impreso sin componentes simples que se utilizan en la electrónica de consumo, suelen ser suficientes métodos de inspección sencillos y asequibles. Para placas de alta densidad o alta fiabilidad, se recomienda invertir en métodos de prueba más avanzados. Se puede elegir una combinación de varios métodos de inspección, lo que garantiza resultados de prueba fiables.
Tenga en cuenta la complejidad del diseño de la PCB
Es fundamental tener en cuenta la complejidad del diseño de la PCB, que puede no ser compatible con algunos métodos de prueba. Si se trata de una placa de alta densidad con trazas finas y múltiples capas, es posible que se requieran técnicas de prueba avanzadas para garantizar resultados fiables.
Tenga en cuenta la cantidad de producción
El volumen de producción de PCB también influye en la elección del método de prueba. Las pruebas con sonda voladora son más flexibles y rentables en la producción a pequeña escala. Para la producción de gran volumen, los métodos automatizados, como las pruebas con cama de clavos, ofrecen una mayor velocidad y resultados de prueba consistentes.
Tenga en cuenta las limitaciones de coste
Algunos métodos de prueba, como el de cama de clavos y el AXI, requieren una mayor inversión inicial. Los accesorios de cama de clavos y los equipos AXI son caros y pueden no ser adecuados para la producción a pequeña escala.
Adopte un enfoque híbrido
En algunos casos, se pueden utilizar varios métodos para equilibrar el coste y la fiabilidad. Por ejemplo, las áreas críticas de las placas de circuito impreso sin componentes se pueden inspeccionar con AXI, mientras que las áreas menos críticas se pueden inspeccionar con AOI.
Conclusión
Las pruebas de placas de circuito impreso sin componentes son un paso crítico antes del proceso de montaje de PCB, ya que garantizan un ciclo de producción fluido. Las pruebas adecuadas son cruciales para garantizar la fiabilidad de las placas de circuito impreso sin componentes y evitar problemas costosos más adelante. En MOKOPCB, comprendemos la importancia del control de calidad y las pruebas, y utilizamos inspecciones de última generación para garantizar la máxima calidad de las placas de circuito impreso sin componentes. Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con nosotros y le asesoraremos sobre los mejores métodos de prueba para sus placas de circuito impreso sin componentes.
