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Comprensión de los tableros grabados: funcionalidad, usos y diseño

Índice del contenido

Para probar la confiabilidad de los componentes electrónicos, los fabricantes utilizan una PCB llamada placa quemada. Ayuda a comprobar si los componentes fallan tempranamente, garantizando su calidad y confiabilidad. Escribimos esta publicación para explicar cómo funciona la PCB, sus características de diseño y por qué las empresas de semiconductores la necesitan al realizar controles de calidad de los productos.

¿Qué es un tablero quemado?

La placa de quemado (BIB) es un tipo de PCB que se utiliza en la prueba de quemado. Esta prueba verifica la vida útil de componentes electrónicos. Implica el uso de cargas eléctricas y térmicas para estresar los componentes y desencadenar modos de falla.

El BIB típico contiene enchufes y conexiones de prueba. Debido a que sufre largos períodos de exposición al calor, utiliza un material que puede soportar temperaturas más altas.

También tiene pistas y componentes de soporte como resistencias, condensadores y otros dispositivos. Estas piezas también deben resistir daños cuando se someten a estrés eléctrico o térmico.

Como puede ver, el BIB se diferencia de una PCB convencional en diseño y construcción. La siguiente sección examina cómo los fabricantes lo utilizan para ejecutar confiabilidad del producto cheques.

Operar un probador de placa quemada
Operar un probador de placa quemada
Recurso: https://www.youtube.com/watch?NfNlr9cuzs

¿Qué hace una tabla quemada?

La PCB quemada en la placa mantiene los componentes bajo prueba. En otras palabras, cumple la función de una plantilla o dispositivo de prueba, lo que permite al experto en pruebas simular (y superar) las condiciones de uso final. A continuación se ofrece una breve descripción de cómo ayuda a comprobar la confiabilidad y la vida útil de los componentes.

  • El BIB se monta con los componentes en los casquillos de prueba y se coloca en la cámara de calentamiento. Aquí, se somete a temperaturas que aumentan gradualmente o a ciclos de calor de bajo a alto.
  • También funciona para estresar eléctricamente los componentes. El voltaje acelera el daño causado por corrientes más altas, mientras que el calor induce estres mecanico.
  • Al final del proceso, un cabezal de prueba insertado en cada zócalo de prueba identifica los componentes que funcionan y los que no funcionan.
  • Los dispositivos averiados proporcionan información sobre la causa del daño, lo que permite al fabricante corregir los defectos.
  • La prueba puede durar horas o días, dependiendo de la confiabilidad y los requisitos de los componentes.
Quemar en curva de prueba
Quemar en curva de prueba
Recurso: https://www.mdpi.com

Comprender la quema en las pruebas

Las pruebas de grabación aceleran o acortan las tasas de fallas tempranas de semanas o meses a solo unos pocos días u horas. Como hemos visto, funciona sometiendo los componentes electrónicos a estrés térmico y ciclos de tensión. Se emplean dos procedimientos de prueba principales: estático y dinámico.

Prueba estática

En las pruebas estáticas, los componentes no reciben señales de entrada, solo voltaje y temperaturas más altas durante el proceso de prueba. Este método es sencillo de realizar. Sin embargo, proporciona información limitada sobre fallas de componentes.

Prueba dinámica


La prueba dinámica implica más que cargas térmicas y eléctricas. Cada componente recibe una entrada de señal. Como resultado, los datos de fallas obtenidos son más completos. La prueba comprueba componentes para aplicaciones más exigentes.

El horno de combustión donde se produce el envejecimiento acelerado de los componentes.
El horno de combustión donde se produce el envejecimiento acelerado de los componentes.
Recurso: https://youtu.be/C2vUkqQIMug?

Importancia de la prueba de quemado en el tablero

Esta prueba es crucial en la industria electrónica. Permite a los fabricantes de componentes determinar si los productos de un lote pueden funcionar de manera confiable sin fallar prematuramente.

Los resultados de la prueba de quemado en el tablero ayudan a trazar lo que se llama "curva de bañera.” Esta curva muestra las características de falla de los productos bajo control.

Una pieza defectuosa normalmente fallará en las primeras etapas de su entorno de aplicación. Aquellos que sobreviven a este período tienen la calidad suficiente para durar toda su vida útil estimada.

Después de la prueba, los ingenieros pueden identificar los defectos de diseño y fabricación de un producto para corregirlos. Lo bueno es que la corrección se produce antes de que el producto pueda llegar al dispositivo o sistema de aplicación.


Ayuda a las empresas a evitar costosas retiradas de productos o reclamaciones de garantía. Esto además de evitar reparaciones innecesarias de dispositivos o PCB causadas por componentes defectuosos.

Grabar un diagrama de prueba que muestra la configuración del proceso.
Grabar un diagrama de prueba que muestra la configuración del proceso.
Recurso: https://www.semanticscholar.org/paper

Diseño de tablero de prueba de grabación

Los fabricantes de PCB deben seguir reglas específicas de diseño de placas, o es posible que el dispositivo no sirva para el propósito previsto. Eso incluye la elección de materiales, el diseño del circuito y los requisitos de configuración.

Material del tablero

El conjunto de placa quemada debe funcionar a niveles de calor extremos. Esto requiere un material con una mayor temperatura tg valor. Se requieren FR4 especiales con valores de Tg superiores a 180°C.

Para pruebas que involucran temperaturas superiores a 125°C, es necesario un sustrato que pueda soportar más calor. Hay varios materiales disponibles. Uno de ellos es la poliimida, especialmente a la hora de comprobar dispositivos para aplicaciones exigentes.

Diseño y configuración del circuito

El ingeniero de diseño debe seleccionar cuidadosamente los componentes BIB en función de la función requerida. Las piezas deben ser lo suficientemente resistentes para soportar cargas extremas de calor y voltaje.


En la etapa de diseño, el diseñador debe espaciar adecuadamente los componentes para evitar problemas térmicos y de otro tipo. Otros requisitos de diseño cruciales incluyen la separación de las capas de potencia y señal con planos de tierra.

PCB BIB ensamblada con componentes semiconductores
PCB BIB ensamblada con componentes semiconductores
Recurso: https://www.researchgate.net

Pautas de diseño de tableros grabados

El PCB BABERO no debe fallar durante las temperaturas extremas del proceso de prueba. Como tal, su diseño varía ligeramente en comparación con una PCB estándar. Las siguientes reglas se aplican a los diferentes tipos de BIB:

1. Utilice componentes clasificados por encima de las condiciones de prueba. Este requisito evita que el BIB falle en la temperatura extrema de la cámara de prueba.

2. Asegúrese de que la acumulación sea correcta para las necesidades de prueba específicas. Las capas BIB pueden variar desde dos hasta 10 o más, según los requisitos de señal, potencia y plano de tierra.

3. Utilice trazos más gruesos o más anchos. El dispositivo debe poder transportar las corrientes más altas que caracterizan las cargas eléctricas del proceso de prueba.

4. Es fundamental probar el BIB en busca de cortocircuitos y aperturas, ya que pueden provocar un mal funcionamiento y no producir los resultados requeridos.

5. Simule la operación BIB antes de validarla para su fabricación. Confirma su trabajabilidad, asegurando que todo esté configurado correctamente para las necesidades de la prueba.

Conclusión

El burn in board es un dispositivo crucial en la industria electrónica. Los fabricantes lo utilizan para la "prueba de quemado", un proceso que verifica la tasa de falla temprana de los componentes electrónicos. Esta prueba valida la calidad y confiabilidad de componentes electrónicos y semiconductores antes de su uso en diversos dispositivos y sistemas.

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