Test des cartes électroniques : comprendre les tests ICT et FCT

Pourquoi tester les cartes électroniques ?

Une carte électronique, ou PCB assemblé, réunit de nombreux composants reliés par des pistes, des soudures et différents systèmes de connexion. Même lorsque la conception du circuit est correcte, des défauts peuvent apparaître au cours de la fabrication, du placement des composants, du brasage ou de l'assemblage. Cette rubrique du site vous propose un blog sur les produits industriels.

Un composant peut être absent, incorrectement positionné, défectueux ou monté avec une mauvaise polarité. Une soudure peut également être insuffisante et une liaison électrique peut présenter une coupure ou, au contraire, un court-circuit. Certains de ces défauts sont difficiles à identifier par une simple inspection visuelle.

Le test électronique permet donc d'intervenir à différentes étapes de la production pour détecter les anomalies avant que la carte ne soit intégrée dans un équipement plus complexe. Plus un défaut est identifié tôt, plus il est généralement facile d'en rechercher la cause et d'éviter qu'il ne se retrouve dans les étapes suivantes de fabrication.

Qu'est-ce que l'In-Circuit-Test (ICT) ?

L'In-Circuit-Test, généralement désigné par l'abréviation ICT, est une méthode de test destinée à contrôler individuellement différents composants et connexions présents sur une carte électronique assemblée.

Contrairement à un test qui se limiterait à constater si l'ensemble de la carte remplit sa fonction finale, l'ICT cherche à contrôler les éléments du circuit de manière beaucoup plus ciblée. Cette approche permet notamment de rechercher des défauts de garnissage, des anomalies électriques, des problèmes de soudure ou certaines erreurs affectant les composants. Nous proposons des analyses de pointes de test, et beaucoup de contenus sur notre chaîne Youtube Pacta Industry.

Pour réaliser ces contrôles, des points de test peuvent être prévus dès la conception du PCB. Ils donnent accès électriquement aux différentes zones du circuit qui devront être contrôlées pendant la production.

Le rôle des points et des pointes de test

La conception d'une carte destinée à être testée industriellement doit prendre en considération son accessibilité. Les points de test prévus sur le PCB constituent des zones sur lesquelles l'équipement de test peut établir une connexion temporaire. La société Cotelec est leader sur le marché du test de composants électroniques, et ses ingénieurs vous accompagnent pour vos projets industriels.

Cette mise en contact est notamment réalisée à l'aide de pointes de test à ressort. Leur capacité à absorber une certaine variation mécanique permet d'obtenir un contact électrique répétable tout en s'adaptant aux tolérances rencontrées lors du positionnement de la carte et de l'interface de test.

Une interface peut comporter un nombre important de pointes positionnées précisément en fonction des points de test présents sur le PCB. Lorsque la carte est placée dans le dispositif, les pointes viennent établir simultanément les contacts nécessaires aux différentes mesures.

Le choix de ces pointes n'est donc pas anodin. Leur géométrie, leur course, leur force, leur diamètre et la forme de leur tête doivent notamment être adaptés à l'application et aux surfaces à contacter.

Quels défauts peuvent être recherchés avec un test ICT ?

L'In-Circuit-Test peut être utilisé pour effectuer différentes mesures électriques et rechercher plusieurs catégories d'anomalies. Selon la conception de la carte et du système de test, les contrôles peuvent notamment porter sur :

• la continuité électrique ;
• les liaisons ouvertes ;
• les courts-circuits ;
• certaines valeurs de résistance, de capacité ou d'inductance ;
• la présence ou l'absence de composants ;
• certains composants défectueux ;
• des erreurs de placement ou de montage ;
• certaines erreurs de polarité ;
• les interruptions de pistes ou de circuits ;
• certains défauts affectant les composants semi-conducteurs.

L'un des intérêts majeurs de l'ICT réside dans cette capacité à rechercher l'origine d'une anomalie à un niveau relativement précis. Lorsqu'une mesure ne correspond pas au résultat attendu, le système de test peut fournir une indication permettant d'orienter le diagnostic vers une partie déterminée du circuit.

Qu'est-ce que le Functional Circuit Test (FCT) ?

Le Functional Circuit Test, ou FCT, répond à une logique différente. Il ne cherche plus principalement à contrôler séparément les différents composants du PCB, mais à vérifier le comportement fonctionnel de la carte ou d'une partie de celle-ci.

Le principe consiste à placer le module électronique dans des conditions permettant de reproduire tout ou partie de son environnement futur d'utilisation. La carte est alimentée, sollicitée et observée afin de déterminer si son comportement correspond aux résultats attendus.

La mise en contact peut s'effectuer à travers les connecteurs et interfaces normalement présents sur l'équipement, mais également grâce à des points de test accessibles lorsque des mesures supplémentaires sont nécessaires.

Quels paramètres peuvent être contrôlés lors d'un FCT ?

Les paramètres observés dépendent directement de la fonction du produit testé. Il peut s'agir de grandeurs électriques classiques, mais aussi de phénomènes physiques ou d'informations produites par l'équipement.

Selon l'application, un test fonctionnel peut notamment contrôler :

• la tension ;
• l'intensité ;
• la puissance ;
• la fréquence ;
• la température ;
• la pression ;
• le mouvement ;
• la luminosité ou la couleur ;
• des signaux ou données produits par le système ;
• certaines fonctions de reconnaissance d'image ou de traitement vocal.

L'intérêt du FCT est donc de déterminer si le produit réalise effectivement la fonction pour laquelle il a été conçu. En revanche, lorsqu'une anomalie fonctionnelle est détectée, sa localisation précise peut nécessiter des investigations complémentaires.

Quelle différence entre ICT et FCT ?

L'ICT et le FCT ne doivent pas être considérés comme deux appellations différentes d'un même test. Ils répondent à des questions distinctes.

Avec l'ICT, la question est principalement : les composants et les connexions de la carte correspondent-ils aux caractéristiques électriques attendues ?

Avec le FCT, la question devient : la carte ou le module remplit-il correctement sa fonction lorsqu'il est placé dans des conditions représentatives de son utilisation ?

Un produit peut ainsi réussir certains contrôles électriques tout en présentant une anomalie lorsqu'il fonctionne dans son ensemble. Inversement, lorsqu'un test fonctionnel indique simplement que le produit ne fonctionne pas correctement, des contrôles plus ciblés peuvent être nécessaires pour rechercher l'origine du problème.

Dans une stratégie industrielle de contrôle qualité, ces méthodes peuvent donc être complémentaires plutôt que concurrentes.

Le test doit être pensé dès la conception du PCB

La testabilité constitue un aspect important de la conception électronique. Attendre que la carte soit entièrement conçue pour réfléchir à la manière dont elle sera testée peut compliquer la création de l'interface de test et limiter l'accès à certaines zones du circuit.

Prévoir suffisamment tôt les points de test, leur emplacement et leur accessibilité facilite la mise en contact ultérieure. Cette démarche s'inscrit dans une logique plus générale de conception pour le test, souvent désignée par l'expression Design for Test ou Design for Testability (DFT).

L'objectif est de prendre en compte les contraintes de contrôle dès la conception afin de rendre les tests de production plus accessibles, répétables et adaptés aux volumes envisagés.

ICT et FCT dans les différents secteurs industriels

Le test des cartes électroniques concerne aujourd'hui une très grande diversité d'activités. L'automobile, l'aéronautique, l'avionique, le ferroviaire, les télécommunications, l'énergie, l'électronique industrielle, les automatismes, les systèmes embarqués, le spatial ou encore certains équipements médicaux utilisent des ensembles électroniques dont la qualité doit être contrôlée au cours du processus de fabrication.

Les méthodes, niveaux de contrôle et équipements nécessaires varient naturellement en fonction du produit, des volumes fabriqués et des exigences propres à chaque application. Une carte électronique produite en grande série ne présente pas nécessairement les mêmes contraintes qu'un équipement spécialisé fabriqué en petites quantités.

C'est pourquoi la définition d'une solution de test doit partir du produit à contrôler et des défauts que l'industriel souhaite pouvoir identifier.

Trouver les solutions adaptées au test des cartes électroniques

Pacta Industry Lab présente les différentes technologies qui interviennent dans le test électronique : pointes de test, interfaces de test, systèmes de mise en contact, équipements ICT et FCT, connectique et solutions complémentaires utilisées pour contrôler les cartes et assemblages électroniques.

L'objectif est d'aider les industriels à comprendre ces technologies et à identifier les solutions susceptibles de correspondre à leurs projets. Les caractéristiques précises d'une interface de test, d'une pointe ou d'un équipement doivent ensuite être déterminées en fonction de la carte, des points accessibles, des mesures nécessaires, du nombre de cycles prévu et des contraintes de production.

Les produits et services proposés par Cotelec permettent de répondre à différentes problématiques liées au test électronique et à la connectique. Les spécialistes de Cotelec peuvent accompagner les industriels dans l'étude de leurs besoins et dans la recherche des composants, interfaces et solutions de test adaptés à leurs applications.

Pacta Industry Lab : mieux comprendre avant de choisir

À travers ses articles consacrés au test de composants et de cartes électroniques, Pacta Industry Lab facilite l'accès à des informations techniques qui peuvent parfois être dispersées entre les documentations des fabricants, les catalogues et les ressources spécialisées.

Comprendre la différence entre ICT et FCT, connaître le rôle des points de test, identifier l'utilité des pointes à ressort ou anticiper la testabilité d'un PCB permet de mieux préparer un projet et les échanges avec les spécialistes du test.

La recherche d'une solution fiable commence par une bonne compréhension du besoin : que faut-il tester, quels défauts faut-il détecter, à quel moment de la production et avec quel niveau d'accès au circuit électronique ?