Visninger: 0 Forfatter: Jun Balangue Udgivelsestid: 2024-07-08 Oprindelse: EE Times
Kompleksiteten af printkortsamling (PCBA) vokser, og det samme er behovet for test for at sikre kvalitet, pålidelighed og funktionalitet på det elektroniske produktionsgulv.
Efterhånden som vi fortsætter med at skubbe grænserne for, hvad der er muligt med elektronik, fortsætter efterspørgslen efter pålidelige og højtydende elektroniske systemer med at vokse. Som følge heraf vokser kompleksiteten af printkortsamling (PCBA) og det samme er behovet for test for at sikre kvalitet, pålidelighed og funktionalitet på det elektroniske produktionsgulv.
Efterhånden som teknologiske fremskridt bevæger sig fremad, er der sket en betydelig ændring i ønsket om kompakte og indviklet designede enheder. Dette har sat gang i en betydelig udvikling i PCBA-design, karakteriseret ved to nøgleudviklinger:
Enhedsminiaturisering, som svar på den voksende efterspørgsel efter alt mindre og hurtigere. Som et resultat øger designere aktivt PCBA'ens funktionalitet og øger derved antallet af komponenter, der kræver testadgang.
Der er en høj mængde PCBA, og selvom stigningen i testadgang er uundgåelig, har denne volumenvækst skabt en flaskehals i in-circuit test (IKT) systemer.
At tackle disse udfordringer betyder at udnytte teknologi, der kan rumme flere testknudepunkter. Dette betyder i sidste ende at øge kapaciteten og give mulighed for behandling af større paneler.
En kort test er en standard test uden strøm, der udføres under IKT. Denne test kontrollerer for uønskede kortslutninger mellem komponenter på en PCBA. Den korte test hjælper også med at beskytte kortet mod skader i den efterfølgende powered testfase. Efterhånden som teknologien udvikler sig, er udbredelsen af højimpedansnoder steget, drevet af den stigende efterspørgsel efter signalkvalitet, lavere strømforbrug og forbedret funktionalitet.
Den korte testvarighed for højimpedansknuden er dog væsentlig længere. I gennemsnit tager det tre gange så lang tid at teste en højimpedansnode sammenlignet med en lavimpedansnode. Denne uoverensstemmelse i test opstår på grund af de unikke egenskaber ved højimpedans noder, som kræver længere stabiliseringstid på grund af det lave strømflow, og hvordan små mængder støj kan påvirke målinger. Derfor skal testere anvende testsignalet i en længere periode for at stabilisere spændingen eller strømmen for at sikre nøjagtige aflæsninger. Der er også kompleksitet under kort isolation, når en kortslutning detekteres på en højimpedansnode, isolering og identifikation af de specifikke kortsluttede knudepunkter kan være en mere kompleks proces. Denne forlængede testtid kan potentielt hæmme den samlede testgennemstrømning af produktionslinjen, hvilket udgør udfordringer for effektivitet og produktionshastighed.
For at løse de udfordringer, der er forbundet med at teste højimpedans noder, består den forbedrede korte test af to faser: en detektionsfase og en isolationsfase. Specifikt designet til at forbedre effektiviteten af kort detektion for højimpedans noder, denne nye algoritme er ikke anvendelig til lavimpedans noder eller noder med kendte shorts.
Figur 1: Højimpedans noder er opdelt i grupper ved hjælp af det binære ID og målt for modstand for at kontrollere for kortslutninger.
Overvej et scenarie, hvor et kort indeholder 100 højimpedans noder. I dette tilfælde vil hver node have en 7-bit identifikatorlængde. Gennem implementeringen af den forbedrede korte test blev testprocessen væsentligt strømlinet, og det krævede kun syv iterationer for at gennemføre testen i stedet for 100. Følgelig minimerer denne reduktion i antallet af iterationer effektivt den samlede testvarighed.
Under isolationsfasen, hvis en kortslutning detekteres, anvender den forbedrede kortslutningsmetode halveringsteknikken til at lokalisere de specifikke knudepunkter, hvor den uventede kortslutning er opstået, hvilket afspejler standardalgoritmen. En vigtig skelnen ligger dog i rækkefølgen: De kortsluttede knudepunkter identificeres indledningsvis fra den ene gruppe og efterfølgende fra den anden, hvilket optimerer effektiviteten af identifikationsprocessen.
Superkondensatorer, ofte omtalt som SuperCaps, er en type kondensatorer kendetegnet ved deres høje kapacitans, der spænder fra 1 farad til 100 farad. Kondensatorer er generelt elektrokemiske enheder designet til at lagre energi i form af elektrostatisk energi.
Superkondensatorernes exceptionelle energilagringskapacitet gør dem særligt værdifulde i en række anvendelser, såsom understøttelse af elektriske og hybride køretøjer (EV'er/HEV'er) og plug-in hybrid elektriske køretøjer (PHEV'er). De bruges til stop-start-funktionalitet, hurtig acceleration og regenerative bremseoperationer.
Ud over deres bilapplikationer fungerer superkondensatorer som en sekundær strømkilde, der leverer nødstrøm til kritiske systemer i tilfælde af fejl eller under opstartsprocedurer. Desuden spiller de en afgørende rolle i at opretholde stabile spændingsniveauer i et køretøjs elektriske system, og derved forbedre strømkvaliteten. Denne stabilitet sikrer, at følsomme elektroniske komponenter modtager en ensartet og pålidelig strømforsyning, hvilket bidrager til systemets overordnede pålidelighed og ydeevne.
Det er derfor vigtigt at oplade, teste og aflade superkondensatorer med præcision.
Figur 2: SuperCap-testforbindelse
Lækage- og søvnstrømmene spiller en afgørende rolle i ydeevnen af forskellige enheder, herunder mobile enheder, medicinsk udstyr og bilenheder. Disse strømme er særligt vigtige indikatorer for en enheds energiforbrug og giver indsigt i, hvor længe batteriet kan holde i drift, før det kræver genopladning eller udskiftning.
I bilapplikationer eksemplificerer motorstyringsenheder (ECU'er) vigtigheden af at styre lækage- og søvnstrømme. ECU'er overvåger kritiske funktioner inden for en motors drift, såsom klimakontrol, airbagstyring og blokeringsfri bremsesystemer. Ineffektiv håndtering af disse strømme inden for ECU'er kan resultere i et unødigt dræn på batteriet, hvilket fører til forkortet batterilevetid og potentielle elektriske fejlfunktioner.
Ud over effektivitetsproblemer udgør lækstrømme også en betydelig sikkerhedsrisiko. Fejl induceret af disse strømme kan få sikkerhedskritiske kredsløb i ECU'er til at opføre sig uforudsigeligt, hvilket potentielt kan resultere i farlige situationer. For eksempel kan defekte sikkerhedssystemer føre til, at airbags ikke udløses under en kollision. I betragtning af disse potentielle risici er omhyggelige lavstrømsmålinger absolut nødvendige.
For at opnå omfattende test af en højdensitets-PCBA kræver det, at testpunkter placeres på hver elektrisk knude i hele kredsløbet, hvilket gør det muligt for in-kredsløbstesteren at udføre grundige komponent- og forbindelsestests. Det er imidlertid upraktisk at rumme testpunkter på alle elektriske knudepunkter inden for en tætpakket PCBA. Denne begrænsning i tildeling af testpunkter fører til et fald i testdækning for en PCBA med høj tæthed.
Dette kan løses ved at indføre automatiseret klyngedannelse og testgenerering for disse klynger. En automatiseret funktion beregner den ækvivalente impedans af den passive analoge klynge og sammenligner den med måleresultater. Efterfølgende oprettelse af en omfattende testplan skræddersyet til måling af klyngekomponenter på tætpakkede PCBA'er. Dette reducerer markant den tekniske indsats, der kræves for manuelt at identificere klynger og generere test.
Figur 3: Enhedstyper og hvilke enheder der accepteres til klyngetest.
Den forbedrede klyngetestalgoritme er introduceret i high-density in-circuit testeren og præsenterer en automatiseret løsning til at skabe pålidelige passive enhedsklynger og generere testplaner. Udnyttelse af kraften i en algoritme fra det avancerede klyngebibliotek (ACL) sikrer effektiv klyngedannelse. Efterfølgende faser involverer strenge hardwarekravvalidering, hvilket bidrager til at identificere pålidelige klynger til testformål. Ved at strømline processen kan selv uerfarne testingeniører effektivt udføre tests. Denne fremgang rummer potentialet for, at kunderne kan nyde forbedret testpræcision, hurtigere testudførelse og øget pålidelighed i deres produktionsprocesser, alt sammen lettet af den automatiserede klyngetestalgoritme.
For at imødegå nutidens PCBA-testudfordringer er det vigtigt at reducere antallet af iterationer, og dermed reducere testvarigheden, der kræves for PCBA'er med høj tæthed. Ved at muliggøre hurtigere testtider og genskabe testdækningen vil producenterne være i stand til at overvinde kompleksiteten.
Kilde fra: EE Times
