Pet izazova za ispitivanje za složeni sklop ploča s tiskanim krugovima

Složenost sklopa tiskanog kruga (PCBA) raste, pa je tako i potreba za testiranjem kako bi se osigurala kvaliteta, pouzdanost i funkcionalnost na pod elektroničkim proizvodnim podama.

Dok nastavljamo gurati granice onoga što je moguće s elektronikom, potražnja za pouzdanim i visoko uspješnim elektroničkim sustavima i dalje raste. Kao rezultat toga, složenost sklopa tiskanog kruga (PCBA) raste, pa je tako i potreba za testiranjem kako bi se osigurala kvaliteta, pouzdanost i funkcionalnost na podaci elektroničke proizvodnje.

Izazov br. 1: Povećavanje gustoće PCBA i visoke potražnje u proizvodnji

Kako se tehnološki napredak kreće naprijed, došlo je do značajne promjene u želji za kompaktnim i zamršeno dizajniranim uređajima. To je izazvalo značajnu evoluciju u PCBA dizajnu, karakterizirana dva ključna razvoja:

• Uređaj minijaturizacija, kao odgovor na rastuću potražnju za sve manjim i bržim. Kao rezultat toga, dizajneri aktivno povećavaju funkcionalnost PCBA, povećavajući na taj način broj komponenti koje zahtijevaju pristup ispitivanju.

• Postoji velika količina PCBA, a iako je povećanje pristupa testu neizbježno, ovaj rast volumena stvorio je usko grlo u sustavima ispitivanja u krugu (ICT).

Bavljenje ovim izazovima znači korištenje tehnologije koja može primiti više testnih čvorova. To u konačnici znači povećanje kapaciteta i omogućavanje obrade većih ploča.

Izazov br. 2: Dulji kratki test na čvoru visoke impedance

Kratki test je standardni nepraveni test proveden tijekom IKT -a. Ovaj test provjerava neželjene kratke hlače između komponenti na PCBA. Kratki test također pomaže da zaštiti ploču od oštećenja u naknadnoj fazi ispitivanja. Kako se tehnologija razvija, rasprostranjenost čvorova visoke impedance povećava se, vođena rastućom potražnjom za kvalitetom signala, manjom potrošnjom energije i poboljšanom funkcionalnošću.

Međutim, kratko trajanje ispitivanja za čvor visoke impedance znatno je duže. U prosjeku, potrebno je tri puta duže za testiranje čvora visoke impedance u usporedbi s čvorom niske impedance. Ova odstupanja u ispitivanju nastaje zbog jedinstvenih karakteristika čvorova visoke impedance, za koje je potrebno duže vrijeme stabilizacije zbog protoka male struje i kako male količine buke mogu utjecati na mjerenja. Stoga testeri moraju primijeniti ispitni signal duže vrijeme kako bi stabilizirali napon ili struju kako bi se osigurala točna očitanja. Također postoji složenost tijekom kratke izolacije kada se otkriva kratak na čvoru visoke impedance, izoliranje i identificiranje specifičnih kratkog čvorova može biti složeniji proces. Ovo produljeno vrijeme testiranja moglo bi potencijalno spriječiti ukupnu propusnost testne proizvodne linije, predstavljajući izazove za učinkovitost i brzinu proizvodnje.

Baveći se izazovima povezanim s testiranjem čvorova visoke impedance, poboljšani kratki test sastoji se od dvije faze: faza detekcije i izolacijske faze. Konkretno dizajniran za poboljšanje učinkovitosti kratkog otkrivanja za čvorove visoke impedance, ovaj novi algoritam nije primjenjiv na čvorove ili čvorove niske impedance s poznatim kratkim hlačama.

Slika 1: Čvorovi visoke impedancije razgrađeni su u skupine pomoću binarnog ID-a i mjereni za otpor da bi se provjerile kratke hlače.

Razmotrite scenarij u kojem ploča sadrži 100 čvorova visoke impedance. U ovom slučaju, svaki čvor imat će 7-bitnu duljinu identifikatora. Provedbom poboljšanog kratkog testa, postupak ispitivanja je značajno pojednostavljen, zahtijevajući samo sedam iteracija za dovršavanje testa umjesto 100. Prema tome, ovo smanjenje broja iteracija učinkovito minimizira ukupno trajanje ispitivanja.

Tijekom izolacijske faze, ako se otkrije kratki spoj, poboljšana metoda kratkog ispitivanja koristi tehniku ​​prepolovanja kako bi odredila određene čvorove na kojima je došlo do neočekivanog kratka, zrcalivši standardni algoritam. Međutim, ključna razlika leži u slijedu: kratki čvorovi se u početku identificiraju iz jedne skupine, a potom s druge, optimizirajući učinkovitost postupka identifikacije.

Izazovi br. 3: Ispitivanje Supercapacitors (1 do 100 farada) u ispitivanju u krugu

Superkapacitori, koji se često nazivaju Supercaps, vrsta su kondenzatora koji karakteriziraju njihov visoki kapacitet, u rasponu od 1 farada do 100 farada. Kondenzatori su, općenito, elektrokemijski uređaji dizajnirani za pohranjivanje energije u obliku elektrostatičke energije.

Izuzetan kapacitet za skladištenje energije superkapacitora čini ih posebno vrijednim u brojnim aplikacijama, poput podržavanja električnih i hibridnih vozila (EVS/HEVS) i plug-in hibridnih električnih vozila (PHEVS). Koriste se za funkcionalnost zaustavljanja, brzo ubrzanje i regenerativne kočenja.

Pored svojih automobilskih aplikacija, superkapacitori služe kao sekundarni izvor napajanja, pružajući hitnu sigurnosnu snagu kritičnim sustavima u slučaju kvara ili tijekom pokretanja postupaka. Nadalje, oni igraju ključnu ulogu u održavanju stabilnih razina napona unutar električnog sustava vozila, povećavajući tako kvalitetu snage. Ova stabilnost osigurava da osjetljive elektroničke komponente dobivaju dosljedno i pouzdano napajanje, doprinoseći ukupnoj pouzdanosti i performansama sustava.

Stoga je ključno naplaćivanje, testiranje i pražnjenje superkondenzatora s preciznošću.

Slika 2: Testna veza Supercap

Izazov br. 4: Mjerenja male struje u ispitivanju u krugu

Struje curenja i spavanja igraju presudnu ulogu u izvedbi različitih uređaja, uključujući mobilne uređaje, medicinsku opremu i automobilske jedinice. Te su struje posebno značajni pokazatelji potrošnje energije uređaja, pružajući uvid u to koliko dugo baterija može održati rad prije nego što zahtijeva punjenje ili zamjenu.

U automobilskim aplikacijama, jedinice za upravljanje motorom (ECUS) pokazuju važnost upravljanja strujama istjecanja i spavanja. ECU-ovi nadgledaju kritične funkcije unutar rada motora, poput klimatske kontrole, upravljanja zračnim jastucima i kočenja protiv blokiranja. Neučinkovito postupanje s tim strujama unutar ECU -a može rezultirati nepotrebnim odvodom na bateriji, što dovodi do skraćenog trajanja baterije i potencijalnih električnih kvarova.

Osim problema s učinkovitošću, struje curenja također predstavljaju značajan sigurnosni rizik. Neispravljanja izazvane tim strujama mogu uzrokovati da se sigurnosno-kritički krugovi unutar ECU-a ponašaju nepredvidivo, što potencijalno rezultira opasnim situacijama. Na primjer, neispravni sigurnosni sustavi mogli bi dovesti do neuspjeha u raspoređivanju zračnih jastuka tijekom sudara. S obzirom na ove potencijalne rizike, pažljiva su mjerenja niske struje imperativ.

Izazov br. 5: Ograničen testni pristup na PCBA

Postizanje sveobuhvatnog ispitivanja PCBA visoke gustoće zahtijeva da se ispitne točke postave na svaki električni čvor u cijelom krugu, omogućujući ispitivaču u krugu da izvrši temeljite komponente i testove povezivanja. Međutim, smještaj testnih točaka na svim električnim čvorovima unutar gusto nabijenog PCBA je nepraktično. Ovo ograničenje raspodjele ispitne točke dovodi do smanjenja pokrivenosti testnim PCBA visoke gustoće.

To se može riješiti uvođenjem automatiziranog stvaranja klastera i stvaranja testa za ove klastere. Automatizirana značajka izračunava ekvivalentnu impedanciju pasivnog analognog klastera i uspoređuje je s rezultatima mjerenja. Nakon toga, stvaranje sveobuhvatnog testnog plana prilagođenog za mjerenje komponenti klastera na gusto pakiranim PCBAS -u. To značajno smanjuje inženjerski napor potreban za ručno identificiranje klastera i generiranje testova.

Slika 3: Vrste uređaja i koji su uređaji prihvaćeni za test klastera.

Poboljšani algoritam ispitivanja klastera uvodi se u ispitivač visoke gustoće u krugu i prikazuje automatizirano rješenje za stvaranje pouzdanih klastera pasivnih uređaja i generiranje planova testa. Korištenje snage algoritma iz biblioteke Advanced Cluster (ACL) osigurava učinkovito stvaranje klastera. Naknadne faze uključuju strogu validaciju zahtjeva za hardver, doprinoseći identificiranju pouzdanih klastera u potrebe testiranja. Pojednostavljujući postupak, čak i inženjeri za početnike mogu učinkovito izvršavati testove. Ovaj napredak ima potencijal da kupci uživaju u poboljšanoj preciznosti testiranja, bržem izvršenju testa i poboljšanoj pouzdanosti u njihovim proizvodnim procesima, a sve olakšano algoritmom automatiziranog testa klastera.

Sažetak

Da bi se riješile današnje izazove PCBA testa, ključno je smanjiti broj iteracija, posljedično smanjujući trajanje ispitivanja potrebnog za PCBA visoke gustoće. Omogućavanjem bržeg vremena ispitivanja i prenamjene pokrivenosti testa, proizvođači će moći prevladati složenosti.

Izvor iz: EE Times