Quali sono i metodi per testare i circuiti stampati e come possono essere rilevati rapidamente i guasti sui circuiti stampati

Oct 18, 2023

Metodi per il test dei circuiti stampati

1. Test sul letto d'aghi

Questo metodo prevede l'utilizzo di sonde a molla collegate a ciascun punto di test sul circuito. Le molle forniscono 100-200g di pressione in ciascun punto di prova per garantire un contatto adeguato. Queste sonde, disposte insieme, vengono chiamate "letto di chiodi". Controllata dal software di test, la programmazione può essere eseguita sui punti di test e sui segnali di test. In pratica vengono installate solo le sonde necessarie per testare punti specifici. Sebbene il test del letto d'aghi possa testare simultaneamente entrambi i lati del circuito, è consigliabile avere tutti i punti di test sul lato di saldatura della scheda durante la progettazione del PCB. Le apparecchiature per i test sul letto d'aghi sono costose e difficili da mantenere. La scelta della disposizione delle sonde dipende dalle loro applicazioni specifiche.

Un processore di griglia fondamentale per uso generale è costituito da una scheda forata con centri dei perni a 100, 75 o 50 mil. Questi pin fungono da sonde e stabiliscono connessioni meccaniche dirette tramite connettori o nodi sul circuito. Se i pad di saldatura sul circuito corrispondono alla griglia di test, tra la griglia e il circuito vengono posizionate pellicole di poliimmide perforate standard per il sondaggio specifico. Il test di continuità si ottiene accedendo ai punti finali della griglia, che sono stati definiti come le coordinate xy delle piazzole di saldatura. In questo modo vengono completati i test indipendenti. Tuttavia, la vicinanza delle sonde limita l’efficienza del test sul letto d’aghi.

2.Ispezione visiva dei circuiti stampati

A causa delle dimensioni ridotte e della struttura complessa dei circuiti stampati, per il loro esame è essenziale un'attrezzatura di osservazione specializzata. In genere, i videomicroscopi portatili vengono utilizzati per osservare la struttura della scheda. Utilizzando una telecamera per videomicroscopio, la struttura microscopica del circuito stampato può essere visualizzata in modo chiaro e intuitivo. Questo approccio facilita notevolmente la progettazione e l'ispezione dei circuiti stampati. I microscopi video portatili come MSA200 e VT101 sono comunemente utilizzati negli stabilimenti grazie alla loro praticità, che consente l'osservazione in tempo reale, l'ispezione al volo e le discussioni collaborative, rendendoli superiori ai microscopi tradizionali.

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3. Metodo di test con ago volante a doppia sonda

Il tester a sonda mobile funziona indipendentemente dalle impronte montate su dispositivi o supporti. In questo sistema, due o più sonde sono montate su minuscole testine magnetiche liberamente mobili nel piano xy, con punti di test controllati direttamente dai dati CADI Gerber. Le doppie sonde possono spostarsi entro un raggio di circa 4 mil l'una dall'altra. Queste sonde possono muoversi in modo indipendente, senza vincoli reali su quanto possono avvicinarsi l’una all’altra. I tester dotati di due dispositivi mobili a forma di braccio si basano sulla misurazione della capacità. Il circuito è posizionato saldamente su uno strato isolante sopra una piastra metallica, che funge da altra piastra del condensatore. Se c'è un cortocircuito nel circuito, la capacità sarà maggiore che in un punto specifico. Se c'è un circuito aperto, la capacità diminuirà. Questo metodo è più lento ma rimane una scelta praticabile per i produttori che devono gestire rendimenti inferiori di circuiti stampati complessi.

Per i test su scheda nuda sono disponibili strumenti specializzati. Un’alternativa economicamente efficiente consiste nell’utilizzare uno strumento universale, nonostante il costo iniziale più elevato rispetto agli strumenti specializzati. Questo costo viene compensato riducendo i costi di installazione individuali. Per le griglie standard, la griglia standard per i componenti con piombo e le griglie standard dei dispositivi a montaggio superficiale è di 2,5 mm. In questo caso, i cuscinetti di prova dovrebbero essere maggiori o uguali a 1,3 mm. Per le griglie Imm, il pad di prova deve essere progettato per essere maggiore di 0,7 mm. Se la griglia è più piccola, i pin di prova diventano più piccoli e fragili, rendendoli suscettibili a danni. Si consiglia quindi di optare per griglie di larghezza superiore a 2,5 mm. La combinazione di un tester universale (tester di griglia standard) e di un tester a sonda volante garantisce test precisi ed economici per circuiti stampati ad alta densità.

Un altro approccio consigliato è l'uso di un tester in gomma conduttiva, che può essere impiegato per rilevare punti devianti dalla griglia. Tuttavia, le variazioni nell'altezza dei cuscinetti di saldatura dovute al trattamento di livellamento con aria calda possono ostacolare il collegamento dei punti di prova."

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Come rilevare rapidamente i guasti su un circuito?

  • Esaminare lo stato del componente

Quando si ha a che fare con un circuito difettoso, il primo passo è ispezionare visivamente eventuali danni evidenti ai componenti. Ciò include il controllo di condensatori elettrolitici bruciati o rigonfiati, resistori bruciati e dispositivi di alimentazione danneggiati.

Ispezionare la saldatura del circuito

Cercare segni di deformazione o deformazione nel circuito stampato. Esaminare i giunti di saldatura per eventuali segni di distacco o ponti di saldatura evidenti. Controllare se la lamina di rame sul circuito stampato si è sollevata o è diventata nera a causa di bruciature.

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  • Controllare l'orientamento del componente

Assicurarsi che componenti come circuiti integrati, diodi e trasformatori di alimentazione siano orientati e inseriti correttamente.

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Componenti elettronici mancanti

 

 

 

  • Eseguire test di base su resistori, condensatori e induttori

Utilizzare un multimetro per eseguire test di base sui componenti sospettati di problemi all'interno del suo intervallo di misurazione. Cercare indicazioni quali aumento della resistenza, cortocircuiti, circuiti aperti e variazioni di capacità o induttanza.

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  • Condurre test alimentati

Se i problemi non possono essere risolti attraverso le osservazioni e i test iniziali, procedere al test potenziato. Inizia verificando il corretto funzionamento dell'alimentatore sul circuito. Verificare la presenza di anomalie nella fonte di alimentazione CA, nell'uscita del regolatore e nella forma d'onda di uscita degli alimentatori a commutazione.

 

  • Riprogrammare

Per le schede contenenti elementi programmabili come microcontrollori, DSP, CPLD, prendere in considerazione la riprogrammazione per eliminare potenziali guasti al circuito derivanti dall'esecuzione anomala del programma.

 

  • Riparazioni basate sui segmenti

Se i passaggi precedenti non portano ad una risoluzione, sarà necessario identificare il modulo di circuito difettoso in base al guasto del circuito e ripararlo ulteriormente seguendo gli schemi di progettazione.

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