Vista lateral y final que muestra un cordón de soldadura que proporciona acceso a un rastro ubicado debajo de la máscara de soldadura.
La tecnología de sonda de perlas ( BPT ) es una técnica que se utiliza para proporcionar acceso eléctrico (llamado "acceso nodal") a los circuitos de la placa de circuito impreso (PCB) para realizar pruebas en el circuito (ICT) . [1] [2] Utiliza pequeñas perlas de soldadura colocadas en las pistas de la placa para permitir medir y controlar las señales utilizando una sonda de prueba. Esto permite el acceso de prueba a placas en las que las plataformas de prueba TIC estándar no son viables debido a limitaciones de espacio.
Descripción
Vista lateral de una PCB que muestra un cordón de soldadura y una sonda de prueba.
La tecnología de sonda de cuentas es un método de sondeo que se utiliza para conectar equipos de prueba electrónicos al dispositivo bajo prueba (DUT) dentro de un dispositivo de lecho de clavos . La técnica se utilizó por primera vez en la década de 1990 [3] y originalmente recibió el nombre de "Waygood Bump" en honor a uno de sus principales defensores, Rex Waygood. También se les conoce comúnmente como protuberancias de soldadura. [4] Las sondas de cordón se diseñaron para cuando hay menos de 30 mil disponibles para los puntos de sonda de prueba en la PCB. Se utilizan con sondas de prueba con resorte ICT estándar para conectar el equipo de prueba al DUT.
Construcción
Sondas de cuentas en un carril PCIe .
Las sondas de perlas están hechas de "perlas" muy pequeñas de soldadura que se ajustan encima de las pistas de PCB. Se fabrican utilizando las mismas técnicas que otras funciones de soldadura. La construcción requiere que se abra un orificio en la máscara de soldadura , exponiendo el rastro de cobre. Este orificio tiene un tamaño que permite controlar con precisión la cantidad de metal que forma la cuenta. Se aplica soldadura en pasta al lugar y se vuelve a fluir . Durante el reflujo, la soldadura fluye y es atraída hacia la traza de cobre. La tensión superficial hace que el cordón tenga una superficie curva y se eleve por encima de la máscara de soldadura, donde se solidifica en una sonda de cordón. El cordón tendrá una forma aproximadamente oblonga y puede tener entre 15 y 25 mils de largo. Un cordón construido correctamente tiene el mismo ancho que la traza y lo suficiente para limpiar la máscara de soldadura circundante. Luego se puede acceder al cordón para realizar pruebas utilizando una sonda con un extremo plano, lo que puede ayudar a compensar la tolerancia acumulada en el dispositivo de prueba y la PCB.
Ventajas
La sonda de cuentas se puede utilizar en circuitos donde el paso de clavija es demasiado fino para permitir almohadillas de prueba estándar. Esto se está volviendo más común a medida que el paso de los pines continúa reduciéndose, particularmente en dispositivos integrados. Normalmente, los anchos de las sondas de perlas son el ancho de las pistas de PCB con una longitud de aproximadamente tres veces mayor. Esto permite un alto grado de flexibilidad en su posicionamiento y, en algunos casos, puede aplicarse retrospectivamente a diseños existentes. Debido a su pequeño tamaño, las sondas de perlas no afectan la calidad de la señal de las señales que se transfieren dentro de la traza de PCB. [5] [6] Esto es especialmente útil en interconexiones de entrada/salida de alta velocidad (HSIO), donde una plataforma de prueba estándar interferiría con la señal.
Desventajas
El proceso de soldadura que forma la sonda de perlas deja una capa de fundente . Dependiendo del proceso de fabricación utilizado, este fundente puede tener distintos niveles de dureza. El fundente con dureza cerosa puede reducir la fuerza de deformación del cordón, impidiendo el contacto adecuado con la sonda de prueba durante el contacto del primer paso. Esto deja de ser un problema en los contactos posteriores a medida que se desplaza el flujo. Las sondas de prueba con extremos dentados de un tamaño apropiado también pueden ayudar a medir sondas de perlas donde el flujo es un problema.
Las sondas de perlas requieren que la traza que se está probando esté ubicada en la superficie . Esto lo hace inadecuado para probar placas de alta densidad con muchas pistas internas o oscurecidas y vías enterradas .
Alternativas
El escaneo de límites integra componentes de prueba en los circuitos integrados (CI) montados en la placa, brindando la capacidad de leer o controlar los pines de los CI. Esto permite probar interconexiones para las cuales el acceso físico no es una opción, como componentes BGA o rutas de señales intercaladas entre capas planas. Un controlador de escaneo de límites utiliza cuatro o más pines dedicados en la placa para controlar las celdas de prueba en serie y recibir los valores medidos. Tiene la desventaja de necesitar una infraestructura de placa para admitir el escaneo de límites.
El componente de acceso de prueba (TAC) utiliza un dispositivo como el 0201 como objetivo para una sonda grande, como en los ejemplos de protuberancias de soldadura. La ventaja de esta técnica es que proporciona dos puntos objetivo en cada extremo del paquete. La desventaja de esta técnica es que puede agregar proceso y costo a la PCB. [7]
^ "Beneficios de la tecnología de sonda de perlas Keysight". Vista clave . Consultado el 16 de septiembre de 2018 .
^ Vista clave. "Sistemas de prueba en circuito". Vista clave . Consultado el 7 de mayo de 2022 .
^ Directrices de diseño de PCB de tecnología mixta y montaje en superficie por David Boswell. Página 28 ISBN 1-872422-01-2
^ Tecnología de montaje en superficie: principios y prácticas, segunda edición de Ray. P Prasad Página 332 ISBN 0-412-12921-3
^ Una nueva técnica de sondeo para placas de circuito impreso de alta velocidad y alta densidad por Kenneth P. Parker de Agilent Technologies
^ Aplicación de una nueva técnica de sondeo en circuito para placas de circuito impreso de alta velocidad y alta densidad a un producto de la vida real por Chris Jacobsen y Kevin Wible de Agilent Technologies
^ COMPONENTE DE ACCESO DE PRUEBA PARA PRUEBAS AUTOMÁTICAS DE CONJUNTOS DE CIRCUITO Solicitud de patente de Estados Unidos 20100207651
^ VAUCHER, C., Pruebas analógicas/digitales de placas cargadas sin puntos de prueba dedicados, Actas de la Conferencia Internacional de Pruebas, IEEE 1996, págs.
