Zobrazení: 0 Autor: Jun Balangue Čas publikování: 2024-07-08 Původ: EE Times
Složitost montáže desek s plošnými spoji (PCBA) roste a s tím roste i potřeba testování pro zajištění kvality, spolehlivosti a funkčnosti na úrovni výroby elektroniky.
Jak stále posouváme hranice toho, co je s elektronikou možné, poptávka po spolehlivých a vysoce výkonných elektronických systémech stále roste. V důsledku toho roste složitost montáže desek s plošnými spoji (PCBA) a tím roste i potřeba testování pro zajištění kvality, spolehlivosti a funkčnosti na úrovni výroby elektroniky.
Jak postupuje technologický pokrok kupředu, došlo k výrazné změně v touze po kompaktních a složitě navržených zařízeních. To vyvolalo významný vývoj v designu PCBA, který se vyznačuje dvěma klíčovými vývojovými změnami:
Miniaturizace zařízení v reakci na rostoucí poptávku po všem menším a rychlejším. Výsledkem je, že návrháři aktivně zvyšují funkčnost PCBA, čímž zvyšují počet komponent, které vyžadují testovací přístup.
Existuje velké množství PCBA, a přestože je nárůst přístupu k testům nevyhnutelný, tento nárůst objemu vytvořil úzký profil v systémech in-circuit testovacích (ICT).
Řešení těchto výzev znamená využití technologie, která dokáže pojmout více testovacích uzlů. To v konečném důsledku znamená zvýšení kapacity a umožnění zpracování větších panelů.
Krátký test je standardní nemotorový test prováděný během ICT. Tento test kontroluje nežádoucí zkraty mezi součástmi na PCBA. Krátký test také pomáhá chránit desku před poškozením v následné fázi testů s napájením. Jak se technologie vyvíjí, prevalence vysokoimpedančních uzlů roste, což je způsobeno rostoucí poptávkou po kvalitě signálu, nižší spotřebě energie a lepší funkčnosti.
Krátká doba trvání testu pro uzel s vysokou impedancí je však výrazně delší. V průměru trvá testování vysokoimpedančního uzlu třikrát déle ve srovnání s nízkoimpedančním uzlem. Tento nesoulad v testování vzniká kvůli jedinečným charakteristikám vysokoimpedančních uzlů, které vyžadují delší dobu stabilizace kvůli nízkému toku proudu, a jak malé množství šumu může ovlivnit měření. Testeři proto musí používat testovací signál po delší dobu, aby stabilizovali napětí nebo proud a zajistili tak přesné údaje. Existuje také složitost během krátké izolace, když je detekován zkrat na uzlu s vysokou impedancí, izolace a identifikace konkrétních zkratovaných uzlů může být složitější proces. Tato prodloužená doba testování by mohla potenciálně omezovat celkovou testovací průchodnost výrobní linky, což by představovalo problémy s efektivitou a rychlostí výroby.
Vylepšený krátký test řeší problémy spojené s testováním vysokoimpedančních uzlů a skládá se ze dvou fází: fáze detekce a fáze izolace. Tento nový algoritmus, který je speciálně navržen pro zvýšení účinnosti detekce zkratu pro uzly s vysokou impedancí, není použitelný pro uzly s nízkou impedancí nebo uzly se známými zkraty.
Obrázek 1: Vysokoimpedanční uzly jsou rozděleny do skupin pomocí binárního ID a měřeny na odpor pro kontrolu zkratů.
Zvažte scénář, kde deska obsahuje 100 uzlů s vysokou impedancí. V tomto případě bude mít každý uzel 7bitovou délku identifikátoru. Díky implementaci vylepšeného krátkého testu byl proces testování výrazně zefektivněn a k dokončení testu bylo potřeba pouze sedm iterací namísto 100. V důsledku toho toto snížení počtu iterací účinně minimalizuje celkovou dobu trvání testu.
Pokud je během izolační fáze detekován zkrat, vylepšená metoda krátkého testu využívá techniku půlení k přesnému určení konkrétních uzlů, kde došlo k neočekávanému zkratu, podle standardního algoritmu. Klíčový rozdíl však spočívá v posloupnosti: Zkratované uzly jsou zpočátku identifikovány z jedné skupiny a následně z druhé, čímž se optimalizuje účinnost procesu identifikace.
Superkondenzátory, často označované jako SuperCaps, jsou typem kondenzátorů vyznačujících se vysokou kapacitou, která se pohybuje od 1 faradu do 100 faradů. Kondenzátory jsou obecně elektrochemická zařízení určená k ukládání energie ve formě elektrostatické energie.
Výjimečná kapacita akumulace energie superkondenzátorů je činí zvláště cennými v řadě aplikací, jako je podpora elektrických a hybridních vozidel (EV/HEV) a plug-in hybridních elektrických vozidel (PHEV). Používají se pro funkci stop-start, rychlou akceleraci a regenerativní brzdění.
Kromě jejich automobilových aplikací slouží superkondenzátory jako sekundární zdroj energie, poskytující nouzové záložní napájení kritickým systémům v případě poruchy nebo během spouštění. Kromě toho hrají klíčovou roli při udržování stabilních úrovní napětí v elektrickém systému vozidla, čímž zvyšují kvalitu elektrické energie. Tato stabilita zajišťuje, že citlivé elektronické součástky dostávají konzistentní a spolehlivé napájení, což přispívá k celkové spolehlivosti a výkonu systému.
Je proto nezbytné nabíjet, testovat a vybíjet superkondenzátory s přesností.
Obrázek 2: Testovací připojení SuperCap
Svodové a spánkové proudy hrají zásadní roli ve výkonu různých zařízení, včetně mobilních zařízení, lékařského vybavení a automobilových jednotek. Tyto proudy jsou zvláště významnými indikátory spotřeby energie zařízení a poskytují přehled o tom, jak dlouho může baterie fungovat, než bude vyžadovat dobití nebo výměnu.
V automobilových aplikacích jsou řídicí jednotky motoru (ECU) příkladem důležitosti řízení svodových a klidových proudů. ECU dohlíží na kritické funkce v rámci provozu motoru, jako je klimatizace, řízení airbagů a protiblokovací brzdový systém. Neefektivní zacházení s těmito proudy v rámci ECU může vést ke zbytečnému vybíjení baterie, což vede ke zkrácení životnosti baterie a potenciálním elektrickým poruchám.
Kromě problémů s účinností představují svodové proudy také významné bezpečnostní riziko. Poruchy způsobené těmito proudy mohou způsobit, že se kritické bezpečnostní obvody v rámci ECU budou chovat nepředvídatelně, což může mít za následek nebezpečné situace. Například špatně fungující bezpečnostní systémy mohou vést k selhání aktivace airbagů při srážce. Vzhledem k těmto potenciálním rizikům jsou pečlivá měření slabých proudů nezbytná.
Dosažení komplexního testování PCBA s vysokou hustotou vyžaduje, aby byly testovací body umístěny na každém elektrickém uzlu v celém obvodu, což umožňuje testeru v obvodu provádět důkladné testy součástí a připojení. Přizpůsobení testovacích bodů na všech elektrických uzlech v hustě zaplněném PCBA je však nepraktické. Toto omezení v přidělování testovacích bodů vede ke snížení pokrytí testem pro PCBA s vysokou hustotou.
To lze vyřešit zavedením automatizovaného vytváření clusterů a generování testů pro tyto clustery. Automatizovaná funkce vypočítá ekvivalentní impedanci pasivního analogového clusteru a porovná ji s výsledky měření. Následně vytvoření komplexního testovacího plánu šitého na míru pro měření komponent clusteru na hustě zaplněných PCBA. To výrazně snižuje inženýrské úsilí potřebné k ruční identifikaci klastrů a generování testů.
Obrázek 3: Typy zařízení a která zařízení jsou akceptována pro test clusteru.
Vylepšený algoritmus klastrového testu je zaveden do vysokohustotního in-circuit testeru a představuje automatizované řešení pro vytváření spolehlivých klastrů pasivních zařízení a generování testovacích plánů. Využití výkonu algoritmu z pokročilé knihovny klastrů (ACL) zajišťuje efektivní vytváření klastrů. Následující fáze zahrnují přísné ověřování požadavků na hardware, což přispívá k identifikaci spolehlivých clusterů pro účely testování. Zefektivněním procesu mohou testy efektivně provádět i začínající testovací inženýři. Tento pokrok má pro zákazníky potenciál využívat zlepšenou přesnost testování, rychlejší provádění testů a zvýšenou spolehlivost ve svých výrobních procesech, to vše usnadňuje automatizovaný algoritmus clusterového testování.
Abychom se vypořádali s dnešními výzvami v oblasti testování PCBA, je nezbytné snížit počet iterací a následně zkrátit dobu testování vyžadovanou pro PCBA s vysokou hustotou. Umožněním rychlejších testovacích časů a přepracováním testovacího pokrytí budou výrobci schopni překonat složitosti.
Zdroj: EE Times
