Las pruebas son una parte importante del proceso de fabricación de la placa. Después de la fabricación, la placa normalmente se prueba para garantizar que no haya cortocircuitos ni circuitos abiertos. Una vez completamente poblada con todos sus componentes, la placa suele probarse de nuevo para garantizar la integridad de la señal y el funcionamiento del dispositivo. Para ayudar en este proceso, resulta fundamentalmente beneficioso disponer de un esquema de puntos en la placa - Testpoints - que el equipo de prueba pueda sondar y realizar las pruebas requeridas.
La ubicación de los puntos de prueba en una placa dependerá de factores que incluyen el modo de prueba (incluidas las pruebas de fabricación de placa desnuda, las pruebas de ensamblaje en circuito, etc.) y el método de prueba (incluidas las pruebas automatizadas mediante sonda móvil y utillajes bed-of-nails, pruebas manuales, etc.). Por ejemplo, al realizar pruebas de fabricación de placa desnuda, la placa no está poblada y, por lo tanto, todas las almohadillas y vías están disponibles cuando se trata de asignar puntos de prueba. Sin embargo, las ubicaciones utilizadas para los puntos de prueba al realizar pruebas de ensamblaje en circuito casi siempre serán diferentes. A medida que la placa se puebla, es posible que ya no tenga acceso con sonda a las almohadillas de los componentes y, desde luego, no tendrá acceso a las almohadillas y vías debajo de un componente.
Altium Designer proporciona un potente sistema para gestionar sus necesidades de puntos de prueba y mejorar la capacidad de prueba de sus placas, permitiéndole asignar por separado puntos de prueba para pruebas de fabricación de placa desnuda y/o pruebas de ensamblaje en circuito, según sea necesario. Los puntos de prueba pueden asignarse manualmente o, de una forma más ágil y automatizada, mediante el cuadro de diálogo Testpoint Manager.
Consideración de su estrategia de puntos de prueba
Antes de lanzarse a la asignación de almohadillas y vías para utilizarlas como ubicaciones de puntos de prueba, conviene detenerse un momento y pensar qué se necesita. A continuación, se presentan algunas recomendaciones a tener en cuenta al definir una estrategia para incorporar puntos de prueba en un diseño:
- Al elegir el lado de la placa en el que se permitirán los puntos de prueba, deben considerarse los procesos de prueba y los utillajes asociados que se utilizarán. Por ejemplo, si la placa se sondará solo por la cara inferior, solo por la cara superior o por ambas caras.
- Un punto de prueba debajo de un componente (en el mismo lado de la placa que el componente) suele utilizarse en la etapa de prueba de placa desnuda. Esto debe tenerse en cuenta al planificar las ubicaciones de los puntos de prueba para las pruebas de placas ensambladas.
- Es aconsejable ubicar todos los puntos de prueba solo en un lado de la placa, utilizando vías para lograrlo si es necesario. La razón es que un utillaje de prueba de doble cabezal implica un coste mayor que un utillaje de un solo cabezal.
- Cuanto más no estándar y complejo sea su patrón de puntos de prueba, más costoso resultará configurar un utillaje con el que probar la placa. La mejor filosofía es desarrollar una metodología que dé como resultado una capacidad de prueba genérica. Una política de puntos de prueba bien definida y adaptable permitirá que distintos diseños se prueben de manera eficiente y rentable.
- Debe prestarse especial atención a cualquier requisito de tenting de vías del diseño. Aplicar tenting a una vía designada como punto de prueba bloqueará de forma efectiva el contacto de la sonda de prueba. Incluso un tenting parcial utilizando máscara de soldadura Liquid Photo Imageable (LPI) provocará problemas de contacto, ya que el líquido de la máscara tenderá a escurrirse a través del orificio de la vía. Puede utilizarse una máscara de soldadura pelable para proporcionar un tenting temporal de dichas vías designadas, pero esto a menudo puede resultar bastante costoso.
- Consulte estrechamente con sus proveedores de fabricación y ensamblaje para asegurarse de que se tengan en cuenta los parámetros de diseño específicos al especificar los puntos de prueba. Estos pueden incluir separaciones entre puntos de prueba y separaciones entre puntos de prueba y componentes que pueden ser más estrictas que las separaciones normales de colocación y enrutamiento.
Las siguientes secciones analizan con más detalle las pruebas de fabricación y ensamblaje, incluidas las restricciones y consideraciones específicas de los puntos de prueba asociadas a cada una.
Pruebas de fabricación
Las pruebas de fabricación se refieren a las pruebas de una placa de circuito impreso en la fase previa al ensamblaje de la fabricación, antes de que se haya colocado cualquier componente en la placa. Por ello, a menudo se denominan pruebas de placa desnuda. Este método de prueba puede implicar típicamente el uso de un dispositivo de sonda móvil para realizar pruebas red por red. Básicamente, se programan dos sondas para funcionar de forma coordinada: una para enviar una señal a través de una red y la otra para detectar la presencia (o ausencia) de esa señal.
Dos escenarios de prueba comunes para las pruebas de fabricación de placa desnuda son:
- Prueba para garantizar que el cobre contiguo intencional de extremo a extremo transporta una señal limpia (por debajo de un umbral máximo de impedancia permisible) sin circuitos abiertos.
- Prueba para garantizar que las redes no estén en cortocircuito entre sí.
Testpoint Location Constraints
- Normalmente no son necesarias almohadillas/vías de punto de prueba dedicadas para las pruebas de fabricación. Como la placa todavía no está cargada con componentes, las sondas tienen acceso libre a las almohadillas de los componentes. Dado que las almohadillas tienden a estar libres de máscara de soldadura en esta etapa, los puntos de prueba suelen ubicarse directamente sobre las propias almohadillas.
- Las pruebas con sonda móvil no están restringidas por una cuadrícula, ya que los dispositivos de sonda móvil son capaces de posicionarse con bastante precisión.
- Cada par de ubicaciones está restringido por una separación mínima, debido al tamaño físico del cuerpo de los cabezales de sonda.
Exceptions and other Considerations
- En dispositivos de paso fino, puede que no sea posible (o incluso práctico) sondar una sola almohadilla de componente. Estas características de cobre pueden ser minúsculas y delicadas, por lo que ocasionalmente se recomienda evitar el contacto con sondas de prueba. En estos casos, puede ser una buena idea que el diseñador agregue almohadillas/vías de prueba dedicadas a la placa.
- También puede utilizarse un utillaje bed-of-nails durante las pruebas de fabricación de placa desnuda. Este suele ser el caso en tiradas de fabricación de alto volumen, donde el uso de este tipo de utillaje implica menos tiempo de prueba que una sonda móvil. Sin embargo, las pruebas bed-of-nails pueden implicar restricciones más rígidas en la ubicación de los puntos de prueba y, si el utillaje de prueba no es personalizado, a menudo requerirá que los puntos de prueba se ajusten a una cuadrícula específica.
- Hay ocasiones en las que pares específicos de ubicaciones de puntos de prueba no se prueban conjuntamente mediante una sonda móvil. Este suele ser el caso cuando no existe peligro de cortocircuito (o diafonía) entre redes, ya que las redes no son adyacentes entre sí (todos los objetos de ambas redes están mutuamente separados por su proximidad física).
Pruebas de ensamblaje
Las pruebas de ensamblaje se refieren a las pruebas de una placa de circuito impreso en la fase posterior al ensamblaje de la fabricación, después de que la placa haya sido poblada con todos los componentes especificados en su correspondiente lista de materiales (BOM). Por ello, a menudo se denominan pruebas en circuito o pruebas eléctricas. Este método de prueba normalmente implica (¡aunque no se limita en absoluto a ello!) el uso de un utillaje bed-of-nails configurado manualmente. Dependiendo del tipo de prueba que se realice con el utillaje, la placa puede o no estar alimentada.
Dos escenarios de prueba comunes para las pruebas de ensamblaje en circuito son:
- Sondar simultáneamente un punto de prueba dedicado para cada red (o red de interés). Esto se hace enviando una señal a través de cada sonda de forma individual y detectando los resultados de recepción de señal por parte de todas las demás sondas.
- Probar componentes/buses específicos para garantizar que el propio dispositivo funciona correctamente. Se trata de pruebas especializadas que pueden realizarse utilizando una variedad de métodos de prueba. En el caso más simple, puede utilizarse un utillaje bed-of-nails para probar a través de las almohadillas de los componentes.
Testpoint Location Constraints
- Las ubicaciones de los puntos de prueba normalmente deben cumplir un requisito de separación mínima. Los equipos de prueba, como los cabezales de sonda de los utillajes bed-of-nails, tienen un tamaño de cuerpo que limita su proximidad entre sí. A menos que se utilice un utillaje personalizado, con frecuencia se requiere que las ubicaciones de los puntos de prueba estén en una cuadrícula específica. Fabricar un utillaje personalizado es más costoso y lleva más tiempo que configurar un utillaje bed-of-nails reutilizable.
- Puede requerirse que los puntos de prueba se ubiquen conforme a una separación mínima con respecto a los cuerpos de los componentes. Los cabezales de sonda de la mayoría de los utillajes de prueba tienden a ser más grandes cerca del utillaje y a estrecharse hasta un tamaño menor a medida que se aproximan al vástago de la sonda. Los componentes más altos requieren mayor separación. Por lo tanto, es mejor considerar la altura máxima de los componentes en la placa y definir una separación general al cuerpo que tenga en cuenta este peor caso.
- Puede requerirse que las ubicaciones de los puntos de prueba se posicionen conforme a una separación mínima con respecto al borde de la placa. El proceso de poner en contacto la placa con un par de sonda móvil o con una matriz de sondas bed-of-nails puede ser exigente para la propia placa, y la placa puede flexionarse en cierta medida bajo el esfuerzo de las pruebas automatizadas. Por esta razón, el daño a placas delgadas y frágiles se minimiza cuando los puntos de prueba se ubican a cierta distancia de los bordes de la placa.
- Normalmente es necesario añadir durante el diseño una almohadilla/vía de punto de prueba dedicada y accesible para sonda a cada red por varias razones:
- Las almohadillas de componentes de cobre desnudo suelen volverse inaccesibles debido a la presencia de componentes colocados.
- A menos que la placa esté diseñada específicamente pensando en las pruebas, es poco probable que las almohadillas y vías de los componentes estén ubicadas en la cuadrícula requerida para los puntos de prueba.
- Incluso si una almohadilla de componente en sí parece adecuada para utilizarse como ubicación de punto de prueba, las restricciones de separación respecto al cuerpo del componente a menudo impiden su uso.
Exceptions and other Considerations
- Aunque los utillajes bed-of-nails son un método común de pruebas de ensamblaje, de ningún modo son el método exclusivo. Entre la variedad de alternativas hay casos en los que se utilizan dispositivos de sonda móvil, con cuidado para no colisionar con los componentes colocados.
- Al realizar una prueba eléctrica en un componente específico, es posible que las almohadillas del componente sean accesibles en cierta medida mediante una sonda de prueba. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el cuerpo del componente suele ocultar el centro de dichas almohadillas. En otras palabras, una vez ensamblada la placa, la parte accesible de la almohadilla rara vez incluye la ubicación del centro de la almohadilla.
Compatibilidad con puntos de prueba en pads y vías
Altium Designer ofrece compatibilidad completa con puntos de prueba, lo que le permite especificar pads (de orificio pasante o SMD) y/o vías para usarlos como ubicaciones de puntos de prueba en pruebas de fabricación y/o ensamblaje. Un Pad o Vía se designa para su uso como punto de prueba configurando sus propiedades de punto de prueba correspondientes y respondiendo dos preguntas clave:
- ¿Debe usarse el pad/vía como punto de prueba de fabricación y/o de ensamblaje?
- ¿En qué lado de la placa debe usarse el pad/vía como punto de prueba: superior, inferior o en ambos?
Estas propiedades se pueden encontrar en el panel Properties, cuando se selecciona un objeto pad (consulte Propiedades del Pad) o vía (consulte Propiedades de la Vía) en el espacio de diseño, respectivamente.
Un pad o vía seleccionado se especifica para su uso como punto de prueba mediante las opciones correspondientes disponibles para él a través del panel Properties.
Para agilizar el proceso y evitar la necesidad de configurar manualmente las propiedades de punto de prueba de pads/vías, Altium Designer proporciona un método para asignar automáticamente puntos de prueba basados en reglas de diseño definidas y utilizando el
Administrador de Puntos de Prueba. Esta asignación automatizada establece las propiedades de punto de prueba correspondientes para el pad/vía en cada caso. También tiene la opción de especificar manualmente los puntos de prueba; en esencia, creándolos individualmente a nivel de cada pad/vía, lo que le brinda control total sobre el esquema de puntos de prueba utilizado para su placa.
Al abrir diseños de PCB creados en una versión del software anterior a la versión Summer 09, cualquier opción de punto de prueba habilitada pasará a ser una opción de punto de prueba habilitada Fabrication .
Reglas de diseño de puntos de prueba
Las restricciones de un diseño de PCB deben pensarse e implementarse como un conjunto bien afinado de reglas de diseño. Para implementar un esquema de puntos de prueba exitoso, en el que todos los puntos de prueba definidos puedan ser accedidos y utilizados como parte de las pruebas de placa desnuda y/o en circuito, se deben establecer restricciones de control. Con este fin, los siguientes tipos de reglas pueden definirse como parte del sistema de Reglas de Diseño del Editor de PCB:
Acceda y defina reglas de estos tipos desde el cuadro de diálogo Editor de Reglas y Restricciones de PCB (Design » Rules).
Defina reglas de diseño separadas para restringir qué pads y/o vías del diseño pueden usarse como puntos de prueba de fabricación y puntos de prueba de ensamblaje, y qué redes requieren puntos de prueba.
Las reglas de Estilo y Uso de Punto de Prueba son idénticas, en términos de restricciones, entre los dos modos de prueba (fabricación y ensamblaje). La regla de estilo especifica esencialmente las restricciones que un pad o vía debe cumplir para ser considerado para su selección como ubicación de punto de prueba. La regla de uso especifica qué redes requieren un punto de prueba.
Restricciones predeterminadas para las reglas Uso de Punto de Prueba (superior) y Estilo de Punto de Prueba (inferior).
Al definir una regla de estilo, el alcance de la regla puede crearse rápidamente para dirigirse a los objetos pad y/o vía precisos para su consideración como punto de prueba, usando las opciones disponibles en la región Rule Scope Helper.
Las reglas de diseño de puntos de prueba son utilizadas por el Administrador de Puntos de Prueba, el Autorouter, los procesos DRC en línea y por lotes, y también durante la generación de salidas.
Existen reglas predeterminadas de Estilo de Punto de Prueba y Uso de Punto de Prueba para Fabricación y Ensamblaje. Debe comprobar si estas reglas cumplen los requisitos de su placa y realizar los cambios necesarios. Si se requieren varias reglas del mismo tipo, use el aspecto de prioridad de las reglas de diseño para garantizar que las reglas con un alcance más específico se apliquen primero (por ejemplo, al ejecutar un DRC).
Para que el Testpoint Manager pueda asignar puntos de prueba correctamente, debe always haber al menos una regla correspondiente de Estilo de Punto de Prueba con un alcance de All.
Al abrir diseños de PCB o importar reglas de diseño creadas en una versión del software anterior a la versión Summer 09, las reglas de Estilo de Punto de Prueba pasarán a ser reglas de Estilo de Punto de Prueba de Fabricación y las reglas de Uso de Punto de Prueba pasarán a ser reglas de Uso de Punto de Prueba de Fabricación.
Gestión de puntos de prueba
Asignar puntos de prueba manualmente puede ser una tarea ardua y laboriosa, y aún más en una placa compleja, poblada con cientos de componentes (y en ambos lados de la placa). Para ofrecer una gestión optimizada de los puntos de prueba en los diseños de su placa, Altium Designer equipa el Editor de PCB con un Testpoint Manager. El Testpoint Manager le permite asignar puntos de prueba —para pruebas de fabricación de placa desnuda y/o pruebas de ensamblaje en circuito— de forma automatizada, basándose en reglas de diseño definidas. Esta asignación automatizada establece las propiedades de punto de prueba correspondientes para el pad/vía en cada caso.
Se accede eligiendo el comando Tools » Testpoint Manager en los menús principales.
Gestione sus requisitos de puntos de prueba de fabricación y ensamblaje de forma rápida y eficiente utilizando el Testpoint Manager.
Utilice el cuadro de diálogo para asignar y borrar automáticamente puntos de prueba desde una ubicación conveniente. Se proporciona una lista de todas las redes del diseño en la región Testpoint Net Status , con un estado que indica la cobertura de puntos de prueba —ya sea Complete o Incomplete— tanto para pruebas de fabricación de placa desnuda como para pruebas de ensamblaje en circuito. Haga clic en los botones Fabrication Testpoints o Assembly Testpoints, o haga clic con el botón derecho en la cuadrícula para acceder a los comandos para asignar o borrar ese tipo de punto de prueba. Tenga en cuenta que puede seleccionar manualmente redes en la región superior del cuadro de diálogo para asignar/borrar puntos de prueba de forma selectiva.
Ya sea asignando puntos de prueba para algunas o todas las redes de un diseño, el Testpoint Manager sigue las reglas de estilo y uso definidas para los puntos de prueba de fabricación y ensamblaje. Para ver el orden en que se buscan los objetos válidos, haga clic en el botón Search Order.
Para cambiar el orden, haga clic con el botón derecho en una entrada de la lista de orden de búsqueda y use los comandos del menú flotante, o los accesos directos Shift+Up Arrow y Shift+Down Arrow para moverla hacia arriba o hacia abajo en la lista.
Si una red tiene un punto de prueba asignado que infringe una regla de diseño de puntos de prueba aplicable, esto se indicará
Illegal en la región
Testpoint Net Status del cuadro de diálogo
Testpoint Manager. Use la funcionalidad de Verificación de Reglas de Diseño del editor de PCB para
comprobar la validez de los puntos de prueba asignados.
La región Status Summaries proporciona un resumen completo del estado de los puntos de prueba de la placa, para ambos modos de prueba. Esta región se actualiza con cada acción de asignación o borrado realizada. Para obtener más detalle a nivel inferior, use la región Assignment Results. Esta proporcionará detalles, por ejemplo, sobre el número de pads/vías superiores/inferiores implicados en una asignación/borrado, junto con una indicación de los fallos.
Comprobación de la validez de los puntos de prueba
Las reglas definidas de puntos de prueba de fabricación y ensamblaje se siguen como parte de la función de Verificación de Reglas de Diseño (DRC) del Editor de PCB. La comprobación DRC en línea y/o por lotes puede habilitarse para los distintos tipos de reglas desde el cuadro de diálogo Comprobador de Reglas de Diseño (Tools » Design Rule Check).
Incluya reglas de diseño de puntos de prueba como parte de los procesos DRC en línea o por lotes.
Campos de consulta relacionados con puntos de prueba
Como soporte para los diversos puntos de prueba de fabricación y ensamblaje que pueden asignarse en un diseño, están disponibles las siguientes palabras clave para su uso al dirigir puntos de prueba mediante expresiones lógicas de consulta. Cada una de las siguientes puede encontrarse en la categoría Funciones de PCB - Campos, al usar el Asistente de Consultas:
IsAssyTestpoint - es un punto de prueba de ensamblaje.IsFabTestpoint - es un punto de prueba de fabricación.IsTestpoint - es un punto de prueba del lado superior o inferior.Testpoint - ¿es un punto de prueba del lado superior o inferior?TestpointAssy - ¿es un punto de prueba de ensamblaje?TestpointAssyBottom - ¿es un punto de prueba de ensamblaje del lado inferior?TestpointAssyTop - ¿es un punto de prueba de ensamblaje del lado superior?TestpointBottom - ¿es un punto de prueba del lado inferior?TestpointFab - ¿es un punto de prueba de fabricación?TestpointFabBottom - ¿es un punto de prueba de fabricación del lado inferior?TestpointFabTop - ¿es un punto de prueba de fabricación del lado superior?TestpointTop - ¿es un punto de prueba del lado superior?
Cree expresiones lógicas para consultas que permitan localizar y devolver puntos de prueba en su diseño según sea necesario. Algunos ejemplos de expresiones lógicas de consulta dirigidas a puntos de prueba de fabricación y ensamblaje son:
(ObjectKind = 'Pad') And (TestpointAssy = 'True')
Se dirige a todos los pads que son puntos de prueba de ensamblaje.IsPad And (TestpointAssyTop = 'True')
Se dirige a todos los pads que son puntos de prueba de ensamblaje del lado superior.(ObjectKind = 'Pad') And (TestpointFab = 'True')
Se dirige a todos los pads que son puntos de prueba de fabricación.((IsPad Or IsVia)) And (TestpointAssy = 'True')
Se dirige a todos los pads y vías que son puntos de prueba de ensamblaje.((IsPad Or IsVia)) And IsFabTestpoint
Se dirige a todos los pads y vías que son puntos de prueba de fabricación.
Generación de informes de puntos de prueba
Altium Designer incluye generadores de informes dedicados para la generación de informes de puntos de prueba de fabricación y de ensamblaje, respectivamente. Estos dos generadores de informes utilizan las propiedades de punto de prueba correspondientes para los primitivos de pad y vía de un diseño.
Un informe de puntos de prueba de fabricación solo utilizará la configuración de puntos de prueba de pad y vía Fabrication . Un informe de puntos de prueba de ensamblaje utilizará únicamente la configuración de puntos de prueba Assembly .
Los informes pueden generarse de dos maneras:
- Directamente desde el documento PCB, utilizando los comandos File » Fabrication Outputs » Test Point Report y File » Assembly Outputs » Test Point Report.
- Mediante el uso de salidas configuradas adecuadamente definidas en un archivo de Configuración de Trabajo de Salida (
*.OutJob).
Incluya y configure salidas de informes de puntos de prueba de fabricación y ensamblaje dentro de un archivo de Configuración de Trabajo de Salida autosuficiente y versátil. Una vez definido, ¡obtenga sus informes con solo pulsar un botón!
Independientemente del método utilizado para generar un informe, las propias opciones del informe se definen en el mismo cuadro de diálogo. Para un informe de puntos de prueba de fabricación, esto implica el cuadro de diálogo Configuración de Puntos de Prueba de Fabricación. Para un informe de puntos de prueba de ensamblaje, se utiliza el cuadro de diálogo Configuración de Puntos de Prueba de Ensamblaje. Las opciones de informe son idénticas en ambos cuadros de diálogo.
Defina las opciones del informe, incluido el formato del archivo generado, usando el cuadro de diálogo de configuración de informe correspondiente.
La configuración definida en un diálogo Testpoint Setup al generar la salida directamente desde la PCB es distinta e independiente de la definida para el mismo tipo de salida en un archivo de configuración de trabajo de salida. En el primer caso, la configuración se almacena en el archivo del proyecto, mientras que en el segundo se almacena en el archivo de trabajo de salida.
Las opciones de la región Coordinate Positions de un cuadro de diálogo permiten exportar las ubicaciones de los puntos de prueba en todos los formatos de informe con relación al origen absoluto de la placa o al origen actual de la placa.
Todos los tipos de informes de puntos de prueba admiten arreglos de placas incrustados. Se producen varios archivos de lista de redes IPC-D-356A cuando se exportan desde un documento PCB que contiene múltiples arreglos de placas incrustados.
Función del archivo de lista de redes IPC-D-356A
Uno de los tres tipos de formatos de salida de informes de puntos de prueba es un archivo de lista de redes IPC-D-356A. Este archivo se utiliza normalmente para el modo de prueba de fabricación de placa desnuda. El archivo IPC se posprocesa en comandos que controlan un dispositivo de prueba de sonda voladora.
Independientemente de qué elementos se identifiquen específicamente como ubicaciones de puntos de prueba en un archivo IPC-D-356A, las casas de fabricación de placas generalmente pueden usar los datos del archivo para lograr cualquier tipo de prueba que deseen, aunque, según las circunstancias y el contenido del archivo, puede requerirse cierta intervención manual para hacerlo.
Localizado por IA