Cómo usar puntos de prueba en el diseño de PCB con Altium Designer

Quizás sea porque nos vienen a la memoria los exámenes sorpresa de la escuela, pero lo cierto es que a prácticamente nadie le gusta la idea de "ponerse a prueba". De la misma manera que los estudiantes de "Una Historia de Navidad" reaccionaban mal al tener que  escribir sobre un tema, todos nosotros, con pocas excepciones, y en cualquier parte del mundo, solemos tener una reacción parecida ante la idea de tener que pasar una prueba.

No obstante, si vas a dedicarte al diseño de PCB, debes aprender a usar los puntos de prueba en una placa de circuito impreso. La buena noticia es que trabajar con puntos de prueba no es difícil, e incluso puede ser divertido. A continuación te contamos cómo utilizar puntos de prueba en un PCB. 

Paso 1: Conoce qué son los puntos de prueba

Hay dos tipos diferentes de pruebas que requieren puntos de prueba en un PCB: las pruebas de rendimiento, llevadas a cabo por técnicos, y las pruebas automatizadas que se desarrollan durante la fabricación. En este artículo nos referiremos a este último tipo. Existen dos tipos de pruebas automatizadas que utilizan puntos de prueba: las pruebas básicas de placa para la fabricación y las pruebas en circuito (ICT, por sus siglas en inglés) para el montaje. 

La prueba básica de placa se realiza antes del montaje y sirve para asegurarnos de que la conectividad eléctrica entre todos los nodos es buena. Las pruebas ICT son pruebas más funcionales para el montaje, y sirven para asegurarnos de que los componentes funcionan como deberían. En ambos casos, necesitaremos asignar puntos de prueba a la placa de circuito impreso para llevar a cabo las pruebas para llevar a cabo las pruebas realizadas en los bancos de pruebas.

En este artículo no trataremos las reglas de diseño de los puntos de prueba, tales como su tamaño, espaciamiento y requisitos de espacio libre. Estas reglas variarán dependiendo de las necesidades de tu empresa y de los fabricantes de tu placa. Más bien, nos centraremos en cómo asignar puntos de prueba a tu placa de circuito utilizando Altium Designer 18 y en cómo configurar las reglas de diseño de puntos de prueba.

Paso 2: Asignar manualmente un punto de prueba

La regla general para el uso de puntos de prueba en una placa de circuito impreso es que para cada red debemos indicar un elemento que pueda funcionar como punto de prueba. Estos "puntos de prueba" se deben identificar y catalogar en el sistema de diseño del PCB, con vistas a los informes que el fabricante generará y utilizará al probar las placas elaboradas. Puedes crear puntos de prueba marcando los pads o vías de la placa. Altium Designer te permite hacerlo manualmente o de forma automática.

Para marcar manualmente un pad o una vía como punto de prueba, bastará con seleccionarlos y editar sus propiedades. Altium Designer te permite configurarlos como puntos de prueba de Fabricación (prueba de la placa), puntos de prueba de Montaje (prueba ICT) o bien como ambos tipos de prueba. 

Altium Designer también te ofrece la opción de establecer reglas de diseño para los puntos de prueba, algo que también veremos en este artículo, pero hay que tener en cuenta que la configuración manual del punto de prueba invalidará cualquier regla actual. En la siguiente imagen, puedes ver la configuración de las propiedades de un pad de agujero pasante. Nos hemos desplazado hasta la parte inferior de la ventana y hemos activado las opciones de puntos de prueba de fabricación y montaje para la parte superior e inferior de la placa.

^{Configuración manual con Altium Designer de un agujero pasante como punto de prueba}

Fíjate, en la imagen anterior, en las etiquetas que designan este pin como punto de prueba. Esta configuración de vista no se encuentra entre las predeterminadas, por lo que debes activarla. Para ello, dirígete al panel "View Configuration" y selecciona la pestaña "View Options". A continuación, desplázate hasta la parte inferior de la pestaña para ver los ajustes de visualización de los puntos de prueba.

Paso 3: Reglas de diseño de los puntos de prueba

En Altium Designer se pueden establecer reglas de diseño para determinar el tamaño, el espaciado y los requisitos de separación de los pads y de las vías que se utilizarán como puntos de prueba. Estos ajustes están en el menú "PCB Rules and Constraints" (Reglas y Restricciones de la PCB), al que puedes acceder desde el menú desplegable Design > Rules. En la parte izquierda del menú se encuentran las restricciones del punto de prueba. Puedes verlo en la siguiente imagen.

^{Menú de reglas de los puntos de prueba}

Altium Designer incluye reglas de puntos de prueba preestablecidas. Puedes agregar todas las reglas de punto de prueba adicionales que necesites. En la imagen anterior puedes ver cuatro reglas distintas del conjunto predeterminado de reglas de diseño de puntos de prueba: 

• Fabrication Testpoint Style (Estilo del punto de prueba de Fabricación)

• Fabrication Testpoint Usage (Uso del punto de prueba de Fabricación)

• Assembly Testpoint Style (Estilo del punto de prueba de Montaje)

• Assembly Testpoint Usage (Uso del punto de prueba de Montaje)

En la siguiente imagen puedes ver el menú para la configuración de las reglas de uso de los puntos de prueba. Elige qué redes se pueden utilizar para los puntos de prueba desde el menú desplegable. Puedes definir una regla para todas las redes o bien para redes específicas, por nombre, clase o capa. Además, puedes especificar cuántos puntos de prueba por red quieres usar, o incluso impedir que ciertas redes puedan tener puntos de prueba.

^{Configuración de los usos de los puntos de prueba en Altium Designer}

En el menú de estilo de los puntos de prueba se pueden modificar los ajustes que se utilizan para determinar qué pads y vías pueden funcionar como puntos de prueba. Si, por ejemplo, deseas un tamaño de vía específico para tus puntos de prueba, puedes configurar las reglas de estilo para establecer que sólo se pueda usar ese tamaño de vía específico. Aquí tienes algunos de los ajustes con los que puedes trabajar:

• Size (Tamaño): Te permite establecer el tamaño mínimo y máximo, así como el tamaño preferido para los pads y vías y el tamaño de los agujeros perforados.

• Grid (Malla): Si quieres que los puntos de prueba se establezcan en los pads y vías que están en una malla específica, puedes indicarlo aquí.

• Allowed Side (Caras permitidas): Este ajuste te permite indicar que los puntos de prueba se ubiquen en la cara superior, inferior o en ambas caras.

• Scope (Alcance): Este ajuste te permite limitar los puntos de prueba a pads SMD, pads de agujero pasante, vías o a cualquier combinación de estos tres.

• Clearances (Espaciado alrededor de los puntos): Aquí puedes establecer el espacio libre entre los puntos de prueba y los otros componentes de la placa. 

En la siguiente imagen, vamos a configurar el estilo de testpoint para la pequeña placa de pruebas con la que estamos trabajando. Ten en cuenta que estamos configurando esto para que sólo permita puntos de prueba en la cara inferior. Dado que nuestra pequeña placa de pruebas no tiene ningún componente colocado en la cara inferior ni tiene vías de ningún tipo, sólo se pueden usar los agujeros pasantes para las pruebas.

^{Configuración del estilo de los puntos de prueba en Altium Designer}

Paso 4: Cómo usar puntos de prueba en una PCB con el Administrador de Puntos de Prueba

Ahora que hemos establecido las reglas de diseño para los puntos de prueba, podemos usar el Administrador de Puntos de Prueba para crear puntos de prueba por lotes. En la siguiente imagen se muestra el menú "Administrador de Puntos de Prueba", que se encuentra en Tools > Testpoint Manager.

^{Menú del Administrador de Puntos de Prueba}

En la imagen puedes ver cómo el Administrador de Puntos de Prueba muestra una lista de redes de la placa y el estado de los puntos de prueba de cada red. De momento, cada red aparece como "incompleta", tanto para los puntos de prueba de Fabricación como para los de Montaje porque no se han asignado todavía puntos de prueba. En el centro del menú hay botones para asignar los puntos de prueba de fabricación o de montaje. 

Estos botones abren un menú desplegable con las opciones de asignación. En la parte inferior del menú, se muestra un resumen del estado de los puntos de pruebas. En este ejemplo, se indica que faltan las asignaciones para 6 redes. En nuestra pequeña placa de pruebas, nos hemos adelantado y hemos asignado los puntos de prueba de montaje, abriendo el menú desplegable y seleccionando "Assign All" (Asignarlos Todos). En la siguiente imagen puedes ver los resultados.

^{Menú del Administrador de Puntos de Prueba, que muestra que los puntos de prueba no se han asignado}

Como puedes ver, no se ha asignado ninguno de los puntos de prueba. El Administrador de Puntos de Prueba nos indica, en la ventana Assignment Results, una posible causa de estos errores de asignación, aunque se trata de un mensaje general, que no nos da información relevante en este caso. El verdadero problema es que nuestras reglas de estilo de los puntos de prueba no coinciden con nuestro diseño y que, por lo tanto, el Administrador de Puntos de Prueba ha rechazado todas las asignaciones.

Para corregir este problema, haremos un par de cambios en las reglas de estilo de los puntos de prueba, como se muestra en la siguiente imagen. 

En primer lugar, hemos ubicado en nuestro diseño los pads de agujero pasante en una malla de .01 mm, mientras que la malla del punto de prueba se ha establecido para una  malla de .025. Por esta razón, las reglas de estilo de los puntos de prueba no permitían la asignación de ningún punto de prueba, pues la malla coincidía. El segundo problema es que las reglas especificaban un tamaño de agujero no mayor de 1.016 mm, mientras que el tamaño de nuestro agujero es de 1.02 mm.

^{Modificación de los estilos de algunos puntos de prueba}

Hemos corregido estos problemas desactivando la malla y ajustando el tamaño máximo del agujero a 1,03 mm, como se puede ver en la imagen de arriba. Una vez se han actualizado las reglas, hemos regresado al Administrador de Puntos de Prueba para volver a ejecutar las asignaciones. En la siguiente imagen se muestra como se han asignado correctamente los puntos de prueba de montaje para todas las redes.

^{Menú del Administración de Puntos de Prueba una vez los puntos de prueba se han asignado correctamente}

La asignación de puntos de prueba es una parte crítica del diseño de PCB, por lo que se necesitan herramientas de diseño confiables. Afortunadamente,  Altium Designer es un completo  software de diseño de PCB que incluye funcionalidades potentes y fáciles de usar para definir y gestionar los puntos de prueba.

¿Quieres saber más sobre cómo puede ayudarte Altium a crear puntos de prueba para tu próximo diseño de PCB? Habla con un experto de Altium.