Pregleda: 0 Autor: Jun Balangue Vrijeme objave: 2024-07-08 Podrijetlo: EE Times
Složenost sklopa tiskanih ploča (PCBA) raste, a tako i potreba za testiranjem kako bi se osigurala kvaliteta, pouzdanost i funkcionalnost u elektroničkom proizvodnom pogonu.
Dok nastavljamo pomicati granice onoga što je moguće s elektronikom, potražnja za pouzdanim elektroničkim sustavima visokih performansi nastavlja rasti. Kao rezultat toga, složenost sklopa tiskanih ploča (PCBA) raste, a tako i potreba za testiranjem kako bi se osigurala kvaliteta, pouzdanost i funkcionalnost u pogonu za elektroničku proizvodnju.
Kako tehnološki napredak ide naprijed, došlo je do značajne promjene u želji za kompaktnim i zamršeno dizajniranim uređajima. Ovo je potaknulo značajnu evoluciju u PCBA dizajnu, koju karakteriziraju dva ključna razvoja:
Minijaturizacija uređaja, kao odgovor na rastuću potražnju za svim manjim i bržim. Kao rezultat toga, dizajneri aktivno povećavaju funkcionalnost PCBA, čime se povećava broj komponenti koje zahtijevaju testni pristup.
Postoji velika količina PCBA, i dok je povećanje testnog pristupa neizbježno, ovaj rast količine stvorio je usko grlo u sustavima za testiranje unutar kruga (ICT).
Rješavanje ovih izazova znači korištenje tehnologije koja može primiti više testnih čvorova. To u konačnici znači povećanje kapaciteta i omogućavanje obrade većih ploča.
Kratki test je standardni test bez napajanja koji se provodi tijekom ICT-a. Ovaj test provjerava neželjene kratke spojeve između komponenti na PCBA. Kratki test također pomaže u zaštiti ploče od oštećenja u kasnijim fazama testiranja s napajanjem. Kako se tehnologija razvija, rasprostranjenost čvorova visoke impedancije raste, potaknuta sve većom potražnjom za kvalitetom signala, manjom potrošnjom energije i poboljšanom funkcionalnošću.
Međutim, kratko trajanje testa za čvor visoke impedancije znatno je duže. U prosjeku je potrebno tri puta više vremena za testiranje čvora visoke impedancije u usporedbi s čvorom niske impedancije. Ovo odstupanje u testiranju nastaje zbog jedinstvenih karakteristika čvorova visoke impedancije, koji zahtijevaju dulje vrijeme stabilizacije zbog niskog protoka struje, i zbog toga što male količine šuma mogu utjecati na mjerenja. Stoga ispitivači moraju primjenjivati ispitni signal dulje vrijeme kako bi stabilizirali napon ili struju kako bi osigurali točna očitanja. Također postoji složenost tijekom kratkog spoja kada se otkrije kratki spoj na čvoru visoke impedancije, izoliranje i identificiranje specifičnih kratkospojenih čvorova može biti složeniji proces. Ovo produljeno vrijeme testiranja potencijalno bi moglo omesti ukupnu propusnost testa proizvodne linije, postavljajući izazove za učinkovitost i brzinu proizvodnje.
Rješavajući izazove povezane s testiranjem čvorova visoke impedancije, poboljšani kratki test sastoji se od dvije faze: faze detekcije i faze izolacije. Posebno dizajniran za poboljšanje učinkovitosti otkrivanja kratkog spoja za čvorove visoke impedancije, ovaj novi algoritam nije primjenjiv na čvorove niske impedancije ili čvorove s poznatim kratkim spojevima.
Slika 1: Čvorovi visoke impedancije raščlanjeni su u skupine pomoću binarnog ID-a i izmjeren otpor kako bi se provjerio kratki spoj.
Razmotrimo scenarij u kojem ploča sadrži 100 čvorova visoke impedancije. U ovom slučaju, svaki čvor će imati 7-bitnu duljinu identifikatora. Implementacijom poboljšanog kratkog testa, proces testiranja značajno je pojednostavljen, zahtijevajući samo sedam ponavljanja za dovršetak testa umjesto 100. Posljedično, ovo smanjenje broja ponavljanja učinkovito smanjuje ukupno trajanje testa.
Tijekom faze izolacije, ako se otkrije kratki spoj, poboljšana metoda ispitivanja kratkog spoja koristi tehniku prepolovljavanja kako bi se točno odredili specifični čvorovi gdje je došlo do neočekivanog kratkog spoja, odražavajući standardni algoritam. Međutim, ključna razlika leži u slijedu: čvorovi kratkog spoja prvotno se identificiraju iz jedne skupine, a zatim iz druge, čime se optimizira učinkovitost procesa identifikacije.
Superkondenzatori, koji se često nazivaju i SuperCaps, vrsta su kondenzatora karakteriziranih visokim kapacitetom, u rasponu od 1 farada do 100 farada. Kondenzatori su općenito elektrokemijski uređaji dizajnirani za pohranu energije u obliku elektrostatičke energije.
Izniman kapacitet pohrane energije superkondenzatora čini ih posebno vrijednima u brojnim primjenama, poput podrške električnim i hibridnim vozilima (EV/HEV) i plug-in hibridnim električnim vozilima (PHEV). Koriste se za stop-start funkciju, brzo ubrzanje i regenerativno kočenje.
Osim njihove primjene u automobilima, superkondenzatori služe kao sekundarni izvor napajanja, osiguravajući hitno rezervno napajanje kritičnih sustava u slučaju kvara ili tijekom postupaka pokretanja. Štoviše, igraju ključnu ulogu u održavanju stabilnih razina napona u električnom sustavu vozila, čime se poboljšava kvaliteta električne energije. Ova stabilnost osigurava da osjetljive elektroničke komponente dobiju dosljedno i pouzdano napajanje, što pridonosi ukupnoj pouzdanosti i performansama sustava.
Stoga je važno puniti, testirati i prazniti superkondenzatore s preciznošću.
Slika 2: SuperCap testna veza
Struje curenja i struje mirovanja igraju ključnu ulogu u radu raznih uređaja, uključujući mobilne uređaje, medicinsku opremu i automobilske jedinice. Ove struje su posebno značajni pokazatelji potrošnje energije uređaja, dajući uvid u to koliko dugo baterija može izdržati rad prije nego što je potrebno ponovno punjenje ili zamjena.
U automobilskim aplikacijama, upravljačke jedinice motora (ECU) predstavljaju primjer važnosti upravljanja curenjem i strujama mirovanja. ECU-ovi nadziru kritične funkcije unutar rada motora, poput kontrole klime, upravljanja zračnim jastucima i sustava protiv blokiranja kotača. Neučinkovito rukovanje tim strujama unutar ECU-a može rezultirati nepotrebnim pražnjenjem baterije, što dovodi do skraćenog vijeka trajanja baterije i mogućih električnih kvarova.
Osim pitanja učinkovitosti, struje curenja također predstavljaju značajan sigurnosni rizik. Kvarovi uzrokovani ovim strujama mogu uzrokovati nepredvidivo ponašanje kritičnih sigurnosnih krugova unutar ECU-a, što može dovesti do opasnih situacija. Na primjer, neispravni sigurnosni sustavi mogu dovesti do neaktiviranja zračnih jastuka tijekom sudara. Uzimajući u obzir ove potencijalne rizike, pedantna mjerenja niske struje su imperativ.
Postizanje sveobuhvatnog testiranja PCBA visoke gustoće zahtijeva da ispitne točke budu postavljene na svakom električnom čvoru u cijelom strujnom krugu, omogućujući ispitivaču unutar strujnog kruga da izvrši temeljita ispitivanja komponenti i spojeva. Međutim, postavljanje ispitnih točaka na sve električne čvorove unutar gusto zbijenog PCBA je nepraktično. Ovo ograničenje u dodjeli ispitnih točaka dovodi do smanjenja pokrivenosti testom za PCBA visoke gustoće.
To se može riješiti uvođenjem automatiziranog formiranja klastera i generiranja testova za te klastere. Automatizirana značajka izračunava ekvivalentnu impedanciju pasivnog analognog klastera i uspoređuje je s rezultatima mjerenja. Nakon toga, izrada sveobuhvatnog plana testiranja prilagođenog za mjerenje komponenti klastera na gusto pakiranim PCBA-ima. Ovo značajno smanjuje inženjerski napor potreban za ručno identificiranje klastera i generiranje testova.
Slika 3: Vrste uređaja i koji su uređaji prihvaćeni za testiranje klastera.
Poboljšani algoritam testiranja klastera predstavljen je u testeru visoke gustoće u krugu i predstavlja automatizirano rješenje za stvaranje pouzdanih klastera pasivnih uređaja i generiranje planova testiranja. Iskorištavanje snage algoritma iz napredne knjižnice klastera (ACL) osigurava učinkovito formiranje klastera. Naknadne faze uključuju strogu provjeru hardverskih zahtjeva, pridonoseći identificiranju pouzdanih klastera za potrebe testiranja. Pojednostavljanjem procesa, čak i početnici test inženjeri mogu učinkovito izvršiti testove. Ovaj napredak ima potencijal za korisnike da uživaju u poboljšanoj preciznosti testiranja, bržem izvršavanju testova i poboljšanoj pouzdanosti u svojim proizvodnim procesima, a sve to olakšava algoritam automatiziranog testiranja klastera.
Za rješavanje današnjih PCBA testnih izazova, bitno je smanjiti broj ponavljanja, posljedično smanjujući trajanje testiranja potrebno za PCBA visoke gustoće. Omogućavanjem kraćih vremena testiranja i preispitivanjem pokrivenosti testom, proizvođači će moći prevladati složenosti.
Izvor: EE Times
