Προβολές: 0 Συγγραφέας: Jun Balangue Ώρα δημοσίευσης: 2024-07-08 Προέλευση: EE Times
Η πολυπλοκότητα της συναρμολόγησης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) αυξάνεται και το ίδιο αυξάνεται και η ανάγκη για δοκιμές για τη διασφάλιση της ποιότητας, της αξιοπιστίας και της λειτουργικότητας στο πάτωμα της ηλεκτρονικής κατασκευής.
Καθώς συνεχίζουμε να διευρύνουμε τα όρια του δυνατού με τα ηλεκτρονικά, η ζήτηση για αξιόπιστα ηλεκτρονικά συστήματα υψηλής απόδοσης συνεχίζει να αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, η πολυπλοκότητα της συναρμολόγησης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) αυξάνεται και το ίδιο αυξάνεται η ανάγκη για δοκιμές για τη διασφάλιση της ποιότητας, της αξιοπιστίας και της λειτουργικότητας στο πάτωμα της ηλεκτρονικής κατασκευής.
Καθώς η τεχνολογική πρόοδος προχωρά, υπήρξε μια σημαντική αλλαγή στην επιθυμία για συμπαγείς και περίπλοκα σχεδιασμένες συσκευές. Αυτό πυροδότησε σημαντική εξέλιξη στον σχεδιασμό PCBA, που χαρακτηρίζεται από δύο βασικές εξελίξεις:
Μικροποίηση συσκευών, ως απάντηση στην αυξανόμενη ζήτηση για οτιδήποτε μικρότερο και ταχύτερο. Ως αποτέλεσμα, οι σχεδιαστές αυξάνουν ενεργά τη λειτουργικότητα του PCBA, αυξάνοντας έτσι τον αριθμό των στοιχείων που απαιτούν δοκιμαστική πρόσβαση.
Υπάρχει μεγάλος όγκος PCBA και, ενώ η αύξηση της πρόσβασης σε δοκιμές είναι αναπόφευκτη, αυτή η αύξηση του όγκου έχει δημιουργήσει ένα σημείο συμφόρησης στα συστήματα δοκιμών εντός κυκλώματος (ICT).
Η αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων σημαίνει μόχλευση τεχνολογίας που μπορεί να φιλοξενήσει περισσότερους κόμβους δοκιμής. Αυτό σημαίνει τελικά αύξηση της χωρητικότητας και δυνατότητα επεξεργασίας μεγαλύτερων πάνελ.
Μια σύντομη δοκιμή είναι μια τυπική δοκιμή χωρίς τροφοδοσία που διεξάγεται κατά τη διάρκεια των ΤΠΕ. Αυτή η δοκιμή ελέγχει για ανεπιθύμητα βραχυκυκλώματα μεταξύ εξαρτημάτων σε ένα PCBA. Η σύντομη δοκιμή βοηθά επίσης στην προστασία της πλακέτας από ζημιά στην επόμενη φάση δοκιμών με τροφοδοσία. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, η επικράτηση των κόμβων υψηλής αντίστασης αυξάνεται, λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για ποιότητα σήματος, χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και βελτιωμένη λειτουργικότητα.
Ωστόσο, η σύντομη διάρκεια δοκιμής για τον κόμβο υψηλής σύνθετης αντίστασης είναι σημαντικά μεγαλύτερη. Κατά μέσο όρο, χρειάζεται τρεις φορές περισσότερος χρόνος για να δοκιμαστεί ένας κόμβος υψηλής σύνθετης αντίστασης σε σύγκριση με έναν κόμβο χαμηλής αντίστασης. Αυτή η απόκλιση στη δοκιμή προκύπτει λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών των κόμβων υψηλής αντίστασης, οι οποίοι απαιτούν μεγαλύτερο χρόνο σταθεροποίησης λόγω της χαμηλής ροής ρεύματος και του τρόπου με τον οποίο μικρές ποσότητες θορύβου μπορούν να επηρεάσουν τις μετρήσεις. Επομένως, οι ελεγκτές πρέπει να εφαρμόζουν το σήμα δοκιμής για εκτεταμένο χρονικό διάστημα για να σταθεροποιήσουν την τάση ή το ρεύμα για να διασφαλίσουν ακριβείς μετρήσεις. Υπάρχει επίσης πολυπλοκότητα κατά τη σύντομη απομόνωση όταν ανιχνεύεται βραχυκύκλωμα σε κόμβο υψηλής σύνθετης αντίστασης, η απομόνωση και η αναγνώριση των συγκεκριμένων βραχυκυκλωμένων κόμβων μπορεί να είναι μια πιο περίπλοκη διαδικασία. Αυτός ο εκτεταμένος χρόνος δοκιμών θα μπορούσε ενδεχομένως να εμποδίσει τη συνολική απόδοση δοκιμών της γραμμής παραγωγής, θέτοντας προκλήσεις στην απόδοση και την ταχύτητα παραγωγής.
Αντιμετωπίζοντας τις προκλήσεις που σχετίζονται με τη δοκιμή κόμβων υψηλής σύνθετης αντίστασης, η ενισχυμένη σύντομη δοκιμή περιλαμβάνει δύο φάσεις: μια φάση ανίχνευσης και μια φάση απομόνωσης. Ειδικά σχεδιασμένος για να βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της βραχυπρόθεσμης ανίχνευσης για κόμβους υψηλής σύνθετης αντίστασης, αυτός ο νέος αλγόριθμος δεν είναι εφαρμόσιμος σε κόμβους χαμηλής σύνθετης αντίστασης ή κόμβους με γνωστά shorts.
Σχήμα 1: Οι κόμβοι υψηλής σύνθετης αντίστασης αναλύονται σε ομάδες χρησιμοποιώντας το δυαδικό αναγνωριστικό και μετρώνται ως προς την αντίσταση για έλεγχο για σορτς.
Εξετάστε ένα σενάριο όπου μια πλακέτα περιέχει 100 κόμβους υψηλής αντίστασης. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε κόμβος θα έχει μήκος αναγνωριστικού 7-bit. Μέσω της εφαρμογής του ενισχυμένου σύντομου τεστ, η διαδικασία δοκιμής απλοποιήθηκε σημαντικά, απαιτώντας μόνο επτά επαναλήψεις για την ολοκλήρωση της δοκιμής αντί για 100. Κατά συνέπεια, αυτή η μείωση στον αριθμό των επαναλήψεων ελαχιστοποιεί αποτελεσματικά τη συνολική διάρκεια της δοκιμής.
Κατά τη φάση της απομόνωσης, εάν ανιχνευθεί βραχυκύκλωμα, η ενισχυμένη μέθοδος δοκιμής βραχυκυκλώματος χρησιμοποιεί την τεχνική κατά το ήμισυ για να εντοπίσει τους συγκεκριμένους κόμβους όπου έχει συμβεί το απροσδόκητο βραχυκύκλωμα, αντικατοπτρίζοντας τον τυπικό αλγόριθμο. Ωστόσο, μια βασική διάκριση βρίσκεται στην ακολουθία: Οι βραχυκυκλωμένοι κόμβοι αναγνωρίζονται αρχικά από τη μια ομάδα και στη συνέχεια από την άλλη, βελτιστοποιώντας την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας αναγνώρισης.
Οι υπερπυκνωτές, που συχνά αναφέρονται ως SuperCaps, είναι ένας τύπος πυκνωτών που χαρακτηρίζεται από την υψηλή χωρητικότητά τους, που κυμαίνεται από 1 farad έως 100 farads. Οι πυκνωτές, γενικά, είναι ηλεκτροχημικές συσκευές σχεδιασμένες να αποθηκεύουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτροστατικής ενέργειας.
Η εξαιρετική ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας των υπερπυκνωτών τους καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμους σε πολλές εφαρμογές, όπως η υποστήριξη ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων (EVs/HEVs) και plug-in υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων (PHEVs). Χρησιμοποιούνται για λειτουργίες stop-start, γρήγορη επιτάχυνση και αναγεννητική πέδηση.
Εκτός από τις εφαρμογές τους στην αυτοκινητοβιομηχανία, οι υπερπυκνωτές χρησιμεύουν ως δευτερεύουσα πηγή ενέργειας, παρέχοντας εφεδρική ισχύ έκτακτης ανάγκης σε κρίσιμα συστήματα σε περίπτωση βλάβης ή κατά τη διάρκεια των διαδικασιών εκκίνησης. Επιπλέον, διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διατήρηση σταθερών επιπέδων τάσης στο ηλεκτρικό σύστημα ενός οχήματος, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα ισχύος. Αυτή η σταθερότητα διασφαλίζει ότι τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα λαμβάνουν σταθερή και αξιόπιστη παροχή ρεύματος, συμβάλλοντας στη συνολική αξιοπιστία και απόδοση του συστήματος.
Επομένως, είναι απαραίτητο να φορτίζετε, να δοκιμάζετε και να εκφορτώνετε υπερπυκνωτές με ακρίβεια.
Εικόνα 2: Δοκιμαστική σύνδεση SuperCap
Τα ρεύματα διαρροής και ύπνου διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην απόδοση διαφόρων συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των κινητών συσκευών, του ιατρικού εξοπλισμού και των μονάδων αυτοκινήτου. Αυτά τα ρεύματα είναι ιδιαίτερα σημαντικοί δείκτες της κατανάλωσης ενέργειας μιας συσκευής, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με το πόσο καιρό μπορεί να διατηρηθεί η λειτουργία της μπαταρίας προτού χρειαστεί επαναφόρτιση ή αντικατάσταση.
Σε εφαρμογές αυτοκινήτων, οι μονάδες ελέγχου κινητήρα (ECU) αποτελούν παράδειγμα της σημασίας της διαχείρισης των ρευμάτων διαρροής και ύπνου. Οι ECU επιβλέπουν κρίσιμες λειτουργίες στη λειτουργία ενός κινητήρα, όπως ο έλεγχος του κλίματος, η διαχείριση αερόσακων και τα συστήματα αντιμπλοκαρίσματος πέδησης. Ο αναποτελεσματικός χειρισμός αυτών των ρευμάτων εντός των ECU μπορεί να οδηγήσει σε περιττή αποστράγγιση της μπαταρίας, με αποτέλεσμα να μειωθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας και πιθανές ηλεκτρικές δυσλειτουργίες.
Πέρα από τις ανησυχίες σχετικά με την απόδοση, τα ρεύματα διαρροής αποτελούν επίσης σημαντικό κίνδυνο ασφάλειας. Οι δυσλειτουργίες που προκαλούνται από αυτά τα ρεύματα μπορεί να προκαλέσουν απρόβλεπτη συμπεριφορά των κρίσιμων για την ασφάλεια κυκλωμάτων εντός των ECU, οδηγώντας ενδεχομένως σε επικίνδυνες καταστάσεις. Για παράδειγμα, η δυσλειτουργία των συστημάτων ασφαλείας μπορεί να οδηγήσει στην αποτυχία ενεργοποίησης των αερόσακων κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης. Λαμβάνοντας υπόψη αυτούς τους πιθανούς κινδύνους, οι σχολαστικές μετρήσεις χαμηλού ρεύματος είναι επιβεβλημένες.
Η επίτευξη ολοκληρωμένης δοκιμής ενός PCBA υψηλής πυκνότητας απαιτεί την τοποθέτηση σημείων δοκιμής σε κάθε ηλεκτρικό κόμβο σε όλο το κύκλωμα, επιτρέποντας στον ελεγκτή κυκλώματος να εκτελεί διεξοδικές δοκιμές εξαρτημάτων και σύνδεσης. Ωστόσο, η προσαρμογή σημείων δοκιμής σε όλους τους ηλεκτρικούς κόμβους μέσα σε ένα πυκνά συσκευασμένο PCBA δεν είναι πρακτική. Αυτός ο περιορισμός στην κατανομή σημείων δοκιμής οδηγεί σε μείωση της κάλυψης δοκιμής για ένα PCBA υψηλής πυκνότητας.
Αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί με την εισαγωγή αυτοματοποιημένου σχηματισμού συστάδων και δημιουργίας δοκιμών για αυτές τις συστάδες. Ένα αυτοματοποιημένο χαρακτηριστικό υπολογίζει την ισοδύναμη σύνθετη αντίσταση του παθητικού αναλογικού συμπλέγματος και τη συγκρίνει με τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Στη συνέχεια, δημιουργώντας ένα ολοκληρωμένο σχέδιο δοκιμής προσαρμοσμένο για τη μέτρηση στοιχείων συμπλέγματος σε πυκνά συσκευασμένα PCBA. Αυτό μειώνει σημαντικά την προσπάθεια μηχανικής που απαιτείται για τη μη αυτόματη αναγνώριση συστάδων και τη δημιουργία δοκιμών.
Εικόνα 3: Τύποι συσκευών και ποιες συσκευές γίνονται δεκτές για δοκιμή συμπλέγματος.
Ο βελτιωμένος αλγόριθμος δοκιμής συμπλέγματος εισάγεται στον ελεγκτή κυκλώματος υψηλής πυκνότητας και παρουσιάζει μια αυτοματοποιημένη λύση για τη δημιουργία αξιόπιστων συμπλεγμάτων παθητικών συσκευών και τη δημιουργία σχεδίων δοκιμών. Η αξιοποίηση της ισχύος ενός αλγορίθμου από την προηγμένη βιβλιοθήκη συμπλέγματος (ACL) εξασφαλίζει αποτελεσματικό σχηματισμό συμπλέγματος. Τα επόμενα στάδια περιλαμβάνουν αυστηρή επικύρωση απαιτήσεων υλικού, συμβάλλοντας στον εντοπισμό αξιόπιστων συμπλεγμάτων για σκοπούς δοκιμής. Με τον εξορθολογισμό της διαδικασίας, ακόμη και οι αρχάριοι μηχανικοί δοκιμών μπορούν να εκτελέσουν αποτελεσματικά δοκιμές. Αυτή η πρόοδος έχει τη δυνατότητα για τους πελάτες να απολαμβάνουν βελτιωμένη ακρίβεια δοκιμών, ταχύτερη εκτέλεση δοκιμών και βελτιωμένη αξιοπιστία στις διαδικασίες παραγωγής τους, όλα αυτά διευκολύνονται από τον αυτοματοποιημένο αλγόριθμο δοκιμής συμπλέγματος.
Για την αντιμετώπιση των σημερινών προκλήσεων δοκιμών PCBA, είναι σημαντικό να μειωθεί ο αριθμός των επαναλήψεων, μειώνοντας κατά συνέπεια τη διάρκεια δοκιμών που απαιτείται για PCBA υψηλής πυκνότητας. Επιτρέποντας ταχύτερους χρόνους δοκιμών και επανασχεδιάζοντας την κάλυψη δοκιμών, οι κατασκευαστές θα μπορούν να ξεπεράσουν τις πολυπλοκότητες.
Πηγή από: EE Times
