¿Cómo obtener sin costo el test eléctrico de un PCB?
El proceso industrial de test eléctrico (ET) de un circuito impreso es el único procedimiento que garantiza su integridad eléctrica y correspondencia exacta con nuestro diseño, ya que mide automáticamente la continuidad y el aislamiento de la totalidad de las pistas, vías, perforaciones metalizadas y planos de Cobre asociados a las diferentes señales eléctricas que conforman nuestro circuito, pudiendo certificar sus resultados.
Genera costos adicionales este proceso?
Los fabricantes de circuitos impresos que ofrecen este servicio lo incluyen como un proceso integral de sus controles de calidad incluido en la producción de circuitos multicapa, debido a la imposibilidad de acceder a sus capas internas para probar o reparar un eventual corto o pista abierta después de fabricada la tarjeta.
En los PCBs de una y dos capas, el servicio es opcional y tiene normalmente un costo adicional por requerir un dispendioso proceso que ve incrementada su dificultad, en la medida en que la tarjeta es de alta densidad o tiene pads y pistas muy pequeñas, debido a la precisión requerida por las puntas de prueba para ubicarse y efectuar el procedimiento.
La anterior figura ilustra a su izquierda un circuito impreso diseñado para ensamble automatizado y por lo tanto tiene incluidas cuatro marcas fiduciales con el objeto de facilitar también la implementación del proceso de test eléctrico por parte del fabricante, garantizando su integridad eléctrica mediante la inclusión de un sello (ET pass) de confirmación del proceso.
Como lograr que el proceso no incremente el costo de fabricación?
Algunas empresas ofrecen la posibilidad de incluirlo como un proceso sin costo, si incluimos en nuestro diseño las marcas de registro llamados fiduciales que le facilitarán la implementación del procedimiento.
Microensamble, ofrece sin costo alguno este servicio, como un control de calidad para toda clase y cantidad de circuitos siempre y cuando, el usuario incluya en la tarjeta dichas marcas como se ilustra a continuación.
Fig. 1
Los fiduciales permiten hacer eficiente el proceso, ya que los sistemas que efectúan el procedimiento, utilizan software de reconocimiento de imágenes para detectarlos y poder así alinearse automáticamente al inicio del proceso, ubicando con la precisión requerida sus puntas de prueba sobre los pads de la tarjeta para tomar la respectiva medición como se observa en la siguiente figura:
Cuantos fiduciales debemos colocar en un circuito impreso?
Como mínimo tres por cara para facilitar la precisión requerida por el proceso de Test Eléctrico. Si nuestras tarjetas adicionalmente van a ser sometidas a procesos de ensamble automatizado, deberán tener un cuarto fiducial ubicado cercano a la esquina superior izquierda de la tarjeta como se observa en la figura 1.
Donde deben ir ubicados y en que cara?
- Para circuitos de una capa y haciendo referencia a la figura 1 debemos ubicar sobre la capa inferior (Bottom) de la tarjeta, el primer fiducial, en un área cercana a la esquina inferior izquierda de la tarjeta (observándola por el lado BOT). El segundo deberá estar obligatoriamente ubicado diagonalmente sobre de la esquina superior derecha y el tercero deberá estar en el área de la esquina inferior derecha.
- Para circuitos de doble capa, deberemos colocarlos con la misma distribución en el lado Top de la tarjeta e idealmente deberán coincidir con los ubicados opuestamente sobre la otra cara.
Librerías de fiduciales:
En los siguientes enlaces podremos descargar gratis la librería de fiduciales con sus respectivas instrucciones para procesos de Test eléctrico y ensamble automatizado de acuerdo a nuestro programa de diseño, para incluirlos como un componente en el diseño de nuestro PCB y lograr de esta forma obtener sin costo el proceso de test eléctrico único garante de la integridad eléctrica de nuestro circuito.
Los fiduciales incluidos en las librerías suministradas sirven además para los procesos de ensamble automatizado e inspección AOI de defectos de ensamble , ya que cumplen con la norma SMEMA 3.1 (Asociación de de fabricantes de maquinaria para Montaje superficial) y están aceptadas en la norma IPC 2221 (Estándares generales para el diseño de circuitos impresos).
Nota: Si su tarjeta no está diseñada en alguno de los programas anteriores consúltenos sobre la disponibilidad de la librería para su programa o la asesoría para su correcta creación.
En la librería descargada encontraremos dos footprints para nuestro PCB, necesarios para obtener sin costo en Microensamble, el proceso de test eléctrico de nuestros circuitos:
- FIDUCIAL_TEST_PCB_1C, para los fiduciales que facilitarán e proceso de test eléctrico en nuestra tarjeta de una capa.
- FIDUCIAL_TEST_PCB_2C, para los fiduciales que facilitarán e proceso de test eléctrico en nuestra tarjeta de dos capas.
- Nota: En el caso de circuitos de 2 capas solo es necesario colocar los cuatro fiduciales sobre la cara TOP de la librería adecuada ya que la librería contiene también los de la otra capa ubicados exactamente uno detrás del otro como se aprecia en la figura 1.
Precauciones:
- Si nuestra tarjeta tiene planos de Cobre y colocamos uno o varios fiduciales dentro de ellos, entonces deberemos regenerar nuevamente los polígonos en ambas caras del circuito para que se respeten las distancias de aislamiento de los planos a los fiduciales. Adicionalmente, es aconsejable correr la utilidad DRC para verificar que no se haya violado alguna regla de diseño.
- Si por la distribución de las pistas o de los componentes en nuestra tarjeta, no es posible usar la librería FIDUCIAL_TEST_PCB_2C, que los coloca en ambas capas a la vez, entonces deberemos usar la librería FIDUCIAL_TEST_PCB_1C, que los ubica en una sola capa y colocarlos primero en la cara Top y posteriormente en la cara Bottom cercanos a las esquinas.
Podremos ampliar un poco más nuestro conocimiento sobre el uso de los fiduciales en el siguiente enlace:
http://microensamble.com/que-son-fiduciales/
Conclusión:
Los fiduciales no representan un costo adicional en términos de ocupar un espacio considerable en nuestra tarjeta como se puede apreciar en la figura superior y a cambio nos dan el beneficio de asegurar sin costo alguno, la integridad eléctrica de nuestro PCB mediante la implementación eficiente del proceso de test eléctrico. Entonces, por que no usarlo haciéndolo posible?
Bibliografía:
- A guide for Fiducial marks for PCB Assembly
http://www.allgoodtechnology.com/A%20Guide%20to%20Fiducial%20Marks%20for%20PCB%20assembly.pdf
PRECAUCIÓN: Las anteriores consideraciones están basadas en nuestra propia experiencia. La información ha sido utilizada con éxito en nuestros procesos de fabricación de circuitos impresos. Úselos con propósitos educativos solamente y bajo su propio riesgo con otros fabricantes.