¿Cuál es el mejor enfoque para probar una nueva PCBA?

Así que pasó semanas de diseño esquemático y diseño de PCB y envió archivos a la casa fabulosa.

Ahora, tienes el PCB de la casa FAB.

¿Cuál es el primer paso que haces cuando obtienes PCBA? ¿Cuáles son las pruebas típicas que sigue para las pruebas?

Suponiendo que tenemos algunos sensores, algunos circuitos de impulso, cargadores lipo, antena, MCU y sensores de salida I2C que tienen una entrada analógica sensible en la placa.

[EDITAR] Espero que la pregunta no sea vaga. La intención aquí es conocer las mejores prácticas de personas que trabajan en la industria desde hace años.

Pero, ¿aproximadamente cuántos puntos de prueba hay en su PCB? Creo que debería tener un plan de prueba con los resultados esperados antes de fabricarlo. En otras palabras, es demasiado tarde para preguntar ahora.
Bueno, desea verificar la función y el rendimiento al 100%, y medir las cosas que podrían indicar que algo está un poco 'apagado', como la corriente y el voltaje de la fuente de alimentación para todos los rieles. Tal vez haya diseñado un dispositivo de prueba con pines pogo y un bastidor de equipos de prueba o circuitos personalizados para proporcionar y medir entradas y salidas. Tal vez haya incorporado algunas rutinas de autocomprobación que deben ejecutarse... muchas cosas son posibles.
El dispositivo de prueba se utilizará en una etapa posterior de desarrollo para verificar que cada unidad funcione de la misma manera. Me pregunto más sobre la etapa de validación del ciclo.
Diría que el objetivo principal es la seguridad y la funcionalidad es un objetivo secundario. Otros ingenieros de su empresa pueden usar copias de su tablero a medida que desarrollan código o hacen lo que sea usando copias de su tablero. Lo que no quieres es que tu placa explote o que se fríen otros equipos. Así que estoy de acuerdo con Spehro en que deberías probar todo al 100%. Realmente ponga a prueba la placa para asegurarse de que sea segura y haga lo que indican las especificaciones.
No se me ocurren notas de aplicación ni reglas generales. Así que no puedo dar una guía específica. Realice una prueba de la fuente de alimentación y luego, gradualmente, haga que cada pieza del circuito funcione en el orden que le parezca apropiado. En el diseño, asegúrese de agregar puntos de prueba a los nodos que importan. Los encabezados adicionales en ciertas líneas de señal (por ejemplo, SPI) son útiles para conectar sondas. No ignore nada que le resulte extraño porque puede ser un problema mucho más difícil de resolver más adelante. Debe estar MUY familiarizado con todas las hojas de datos en este punto y los componentes deben coincidir con sus especificaciones. Entonces, si algo está mal, descubra por qué.
Gracias Joe, esta en sí misma es una muy buena respuesta para el proceso de pensamiento que conlleva.

Respuestas (2)

Así que pasó semanas de diseño esquemático y diseño de PCB y envió archivos a la casa fabulosa.

Ahora, tienes el PCB de la casa FAB.

Básicamente aprendes de tu error. Ese error es: no envíe ningún diseño a un fabricante de PCB sin simular el circuito hasta la muerte y volver a arreglar el esquema/PCB a medida que encuentre errores de diseño/rendimiento/funcionalidad.

¿Cuál es el primer paso que haces cuando obtienes PCBA? ¿Cuáles son las pruebas típicas que sigue para las pruebas?

Si hubiera simulado el diseño según lo recomendado, ya habría desarrollado una serie de pruebas (guiado por las formas en que se desarrollaron las pruebas de simulación) y aplicaría esas pruebas ahora mismo. Ese es un enfoque profesional de la situación; ya conoce las pruebas basadas en la simulación: el simulador habría descubierto las áreas potencialmente más débiles y esas son en las que debe concentrarse ahora.

Pero debido a que no lo hiciste, te quedas rascándote la cabeza cuando, de hecho, esto podría haberse solucionado semanas antes. Según mi experiencia, la simulación ahorra entre 1 y 2 iteraciones de placa por diseño en promedio. Es obvio: acostúmbrese a su circuito antes de comprometerse con el cobre. No existe una alternativa económica dado que los simuladores son básicamente de costo cero en estos días.

La intención aquí es conocer las mejores prácticas de personas que trabajan en la industria desde hace años.

Bueno, tu preguntaste!!

Gracias por la información Andy. ¿Qué quiere decir con que las simulaciones son básicamente de costo cero en estos días? ¿A qué herramientas y software se refiere?
Micro-cap 12 completo ahora es gratis.

Si tienes el tablero en la mano, es demasiado tarde.

Incluso antes o sin simulación, habrás creado prototipos de las partes más riesgosas del circuito y sabrás cómo funcionan y qué probar. Las partes menos riesgosas son menos riesgosas porque ya sabe cómo probarlas.

Por lo tanto, ya tiene un plan de prueba que le permite comprobar que la placa coincide con el prototipo, la intención de su diseño o la simulación.

Como parte del plan de prueba, ha colocado un punto de prueba en cada red en la PCB (o al menos, cada red que no tiene un conector enchufable si está tratando de ahorrar dinero a expensas de más tiempo de prueba para enchufar en todos los conectores Una buena casa de fabricación de PCB puede solicitar esto como parte de su proceso de todos modos.

Luego, mientras se ensamblaba la placa, configura un accesorio de prueba (como una "cama de clavos" con pines Pogo que se conectan a esos puntos de prueba. Esto le da acceso a cada red en la PCB para probarla. (Alternativa: un probador de "sonda voladora" generalmente bastante caro).

Esto permite dos niveles de prueba:

  1. Con alimentación apagada: que todos los componentes estén correctamente instalados, que no haya cortocircuitos en la placa. La prueba de algunos componentes puede ser difícil debido a que otros componentes instalados en las mismas redes afectan las mediciones de impedancia.
  2. Con el encendido: prueba funcional, comenzando con controles de voltaje y corriente, luego (para una MCU) frecuencia y amplitud del reloj, luego la capacidad de cargar programas de prueba, por ejemplo, para ejercitar cada pin y periférico, luego el código de la aplicación real.

Aquí hay un accesorio de cama de clavos muy simple para pruebas funcionales e ISP (programación en el sistema). Para una PCB tan pequeña, realizo la prueba de primer nivel mediante inspección (excepto el cortocircuito de la fuente de alimentación que se puede realizar en la cama de clavos)

Si tiene la placa en la mano, soldará pequeños bucles de cable a varios pines del dispositivo para que pueda conectar sondas de alcance o cables DVM sin resbalarse y explotar cosas. (Sí, yo también he hecho esto)

Hola Brian, gracias por tu gran conocimiento. Soy consciente de las pruebas de lecho de clavos y de "encendido", pero las pruebas de "apagado" son algo nuevo que escuché. ¿Se puede hacer mediante una combinación de inspección visual y solo sondeo con multímetro? Dado que no hay energía, el sondeo del osciloscopio probablemente no funcionará, ¿verdad?
Un poco tedioso con un multímetro y generalmente inexacto ya que los componentes en paralelo interfieren con los valores de los demás. Pero es posible que haya errores graves como gotas de soldadura entre V+ y GND, o errores que cometió el ensamblador en placas anteriores (verifique todas las demás placas, ¡los errores repetidos son comunes!)