צפיות: 0 מחבר: Jun Balangue זמן פרסום: 2024-07-08 מקור: EE Times
המורכבות של הרכבת מעגלים מודפסים (PCBA) גוברת וכך גם הצורך בבדיקות כדי להבטיח איכות, אמינות ופונקציונליות ברצפת הייצור האלקטרוני.
ככל שאנו ממשיכים לדחוף את הגבולות של מה שאפשר עם אלקטרוניקה, הדרישה למערכות אלקטרוניות אמינות ובעלות ביצועים גבוהים ממשיכה לגדול. כתוצאה מכך, המורכבות של הרכבת מעגלים מודפסים (PCBA) גוברת וכך גם הצורך בבדיקות כדי להבטיח איכות, אמינות ופונקציונליות ברצפת הייצור האלקטרוני.
ככל שהקדמה הטכנולוגית מתקדמת, חל שינוי משמעותי ברצון להתקנים קומפקטיים ומעוצבים בצורה מורכבת. זה עורר התפתחות משמעותית בעיצוב PCBA, המאופיינת בשני פיתוחים מרכזיים:
מזעור מכשירים, בתגובה לביקוש הגובר לכל דבר קטן ומהיר יותר. כתוצאה מכך, מעצבים מגבירים באופן פעיל את הפונקציונליות של ה-PCBA, ובכך מגדילים את מספר הרכיבים הדורשים גישה לבדיקה.
יש נפח גבוה של PCBA, ולמרות שהעלייה בגישה לבדיקות היא בלתי נמנעת, הגידול בנפח הזה יצר צוואר בקבוק במערכות בדיקה במעגל (ICT).
התמודדות עם אתגרים אלו פירושה מינוף טכנולוגיה שיכולה להכיל יותר צמתי בדיקה. משמעות הדבר בסופו של דבר היא הגדלת הקיבולת ואפשרות לעבד לוחות גדולים יותר.
מבחן קצר הוא מבחן סטנדרטי ללא כוח הנערך במהלך ICT. בדיקה זו בודקת קצרים לא רצויים בין רכיבים ב-PCBA. הבדיקה הקצרה עוזרת גם להגן על הלוח מפני נזק בשלב הבדיקות המופעלות הבאות. ככל שהטכנולוגיה מתפתחת, השכיחות של צמתים בעלי עכבה גבוהה גדלה, מונעת מהביקוש הגובר לאיכות האות, צריכת חשמל נמוכה יותר ושיפור הפונקציונליות.
עם זאת, משך הבדיקה הקצר עבור הצומת בעל העכבה הגבוהה ארוך במיוחד. בממוצע, לוקח פי שלושה זמן לבדוק צומת בעל עכבה גבוהה בהשוואה לצומת בעל עכבה נמוכה. אי התאמה זו בבדיקה נוצרת בשל המאפיינים הייחודיים של צמתים בעלי עכבה גבוהה, הדורשים זמן ייצוב ארוך יותר בשל זרימת הזרם הנמוכה, וכיצד כמויות קטנות של רעש יכולות להשפיע על המדידות. לכן, הבודקים חייבים להפעיל את אות הבדיקה לתקופה ממושכת כדי לייצב את המתח או הזרם כדי להבטיח קריאות מדויקות. ישנה מורכבות גם במהלך בידוד קצר כאשר מזוהה קצר בצומת בעל עכבה גבוהה, בידוד וזיהוי הצמתים הקצרים הספציפיים יכולים להיות תהליך מורכב יותר. זמן בדיקה ממושך זה עלול לעכב את תפוקת הבדיקה הכוללת של קו הייצור, ולהציב אתגרים ביעילות ובמהירות הייצור.
בהתמודדות עם האתגרים הקשורים לבדיקת צמתים בעלי עכבה גבוהה, הבדיקה הקצרה המשופרת מורכבת משני שלבים: שלב זיהוי ושלב בידוד. תוכנן במיוחד כדי לשפר את היעילות של זיהוי קצר עבור צמתים בעלי עכבה גבוהה, אלגוריתם חדש זה אינו ישים לצמתים בעלי עכבה נמוכה או צמתים עם קצרים ידועים.
איור 1: צמתים בעלי עכבה גבוהה מחולקים לקבוצות באמצעות המזהה הבינארי ונמדדים להתנגדות לבדיקת קצרים.
שקול תרחיש שבו לוח מכיל 100 צמתים בעלי עכבה גבוהה. במקרה זה, לכל צומת יהיה אורך מזהה של 7 סיביות. באמצעות יישום המבחן הקצר המשופר, תהליך הבדיקה יועל באופן משמעותי, ודרשו שבעה איטרציות בלבד להשלמת הבדיקה במקום 100. כתוצאה מכך, הפחתה זו במספר האיטרציות ממזערת למעשה את משך הבדיקה הכולל.
במהלך שלב הבידוד, אם מזוהה קצר חשמלי, שיטת הבדיקה הקצרה המשופרת משתמשת בטכניקת החצייה כדי לאתר את הצמתים הספציפיים שבהם התרחש הקצר הבלתי צפוי, תוך שיקוף של האלגוריתם הסטנדרטי. עם זאת, הבחנה מרכזית טמונה ברצף: הצמתים המקוצרים מזוהים בתחילה מקבוצה אחת ולאחר מכן מהאחרת, תוך אופטימיזציה של היעילות של תהליך הזיהוי.
קבלי-על, המכונים לעתים קרובות כ-SuperCaps, הם סוג של קבלים המאופיינים בקיבול הגבוה שלהם, הנעים בין 1 פארד ל-100 פארד. קבלים, באופן כללי, הם מכשירים אלקטרוכימיים שנועדו לאגור אנרגיה בצורה של אנרגיה אלקטרוסטטית.
יכולת אחסון האנרגיה יוצאת הדופן של קבלי-על הופכת אותם לבעלי ערך במיוחד במספר יישומים, כגון תמיכה ברכבים חשמליים והיברידיים (EVs/HEVs) וכלי רכב היברידיים נטענים (PHEVs). הם משמשים לפונקציונליות של עצירה-התחלה, האצה מהירה ופעולות בלימה מתחדשת.
בנוסף ליישומי הרכב שלהם, קבלי-על משמשים כמקור כוח משני, המספקים כוח גיבוי חירום למערכות קריטיות במקרה של תקלה או במהלך הליכי הפעלה. יתר על כן, הם ממלאים תפקיד מכריע בשמירה על רמות מתח יציבות בתוך מערכת החשמל של הרכב, ובכך משפרים את איכות החשמל. יציבות זו מבטיחה שרכיבים אלקטרוניים רגישים יקבלו אספקת חשמל עקבית ואמינה, התורמים לאמינות וביצועי המערכת הכוללים.
לכן חיוני לטעון, לבדוק ולפרוק קבלי-על בדיוק.
איור 2: חיבור לבדיקת SuperCap
זרמי הדליפה והשינה ממלאים תפקיד מכריע בביצועים של מכשירים שונים, כולל מכשירים ניידים, ציוד רפואי ויחידות רכב. זרמים אלה הם אינדיקטורים משמעותיים במיוחד לצריכת האנרגיה של מכשיר, ומספקים תובנות לגבי משך הזמן שבו הסוללה יכולה להחזיק מעמד לפני שהיא דורשת טעינה או החלפה.
ביישומי רכב, יחידות בקרת מנוע (ECU) מדגימות את החשיבות של ניהול זרמי דליפה ושינה. ECU מפקחים על פונקציות קריטיות בפעולת המנוע, כגון בקרת אקלים, ניהול כריות אוויר ומערכות למניעת נעילה. טיפול לא יעיל בזרמים אלה בתוך ECUs עלול לגרום לניקוז מיותר של הסוללה, להוביל לקיצור חיי הסוללה ולתקלות חשמליות אפשריות.
מעבר לדאגות היעילות, זרמי דליפה מהווים גם סיכון בטיחותי משמעותי. תקלות הנגרמות על ידי זרמים אלה עלולות לגרום למעגלים קריטיים לבטיחות בתוך ECU להתנהג בצורה בלתי צפויה, ועלולה לגרום למצבים מסוכנים. לדוגמה, מערכות בטיחות לא תקינות עלולות להוביל לאי הפעלת כריות אוויר במהלך התנגשות. בהתחשב בסיכונים הפוטנציאליים הללו, יש צורך במדידות קפדניות של זרם נמוך.
השגת בדיקה מקיפה של PCBA בצפיפות גבוהה מחייבת מיקום נקודות בדיקה בכל צומת חשמלי ברחבי המעגל, מה שמאפשר לבוחן בתוך המעגל לבצע בדיקות רכיבים וחיבורים יסודיות. עם זאת, התאמה של נקודות בדיקה בכל הצמתים החשמליים בתוך PCBA ארוז בצפיפות אינה מעשית. מגבלה זו בהקצאת נקודות בדיקה מובילה לירידה בכיסוי הבדיקה עבור PCBA בצפיפות גבוהה.
ניתן לטפל בכך על ידי הצגת יצירת אשכולות אוטומטית ויצירת בדיקות עבור אשכולות אלו. תכונה אוטומטית מחשבת את העכבה המקבילה של האשכול האנלוגי הפסיבי ומשווה אותו לתוצאות המדידה. לאחר מכן, יצירת תוכנית בדיקה מקיפה המותאמת למדידת רכיבי אשכול על PCBAs צפופים. זה מקטין באופן משמעותי את המאמץ ההנדסי הנדרש לזיהוי ידני של אשכולות ויצירת בדיקות.
איור 3: סוגי מכשירים ואיזה מכשירים מתקבלים לבדיקת אשכולות.
אלגוריתם בדיקת האשכולות המשופר מוצג בבוחן במעגל בצפיפות גבוהה ומציג פתרון אוטומטי ליצירת אשכולות מכשירים פסיביים מהימנים ויצירת תוכניות בדיקה. מינוף כוחו של אלגוריתם מספריית האשכולות המתקדמת (ACL) מבטיח יצירת אשכולות יעילה. השלבים הבאים כוללים אימות דרישות חומרה מחמיר, התורם לזיהוי אשכולות אמינים למטרות בדיקה. על ידי ייעול התהליך, אפילו מהנדסי בדיקות מתחילים יכולים לבצע בדיקות ביעילות. התקדמות זו טומנת בחובה את הפוטנציאל עבור לקוחות ליהנות משיפור דיוק הבדיקות, ביצוע מהיר יותר של בדיקות ומהימנות משופרת בתהליכי הייצור שלהם, הכל בעזרת אלגוריתם בדיקת האשכולות האוטומטית.
כדי להתמודד עם אתגרי בדיקת PCBA של היום, חיוני להפחית את מספר האיטרציות, וכתוצאה מכך להקטין את משך הבדיקה הנדרש עבור PCBAs בצפיפות גבוהה. על ידי הפעלת זמני בדיקה מהירים יותר ועיצוב מחדש של כיסוי הבדיקות, היצרנים יוכלו להתגבר על המורכבות.
מקור מ: EE Times
