Megtekintések: 0 Szerző: Jun Balangue Megjelenés ideje: 2024-07-08 Eredet: EE Times
A nyomtatott áramköri kártyák összeszerelésének (PCBA) összetettsége növekszik, és egyre nagyobb az igény a tesztelésre a minőség, a megbízhatóság és a funkcionalitás biztosítása érdekében az elektronikai gyártás területén.
Ahogy továbbra is feszegetjük az elektronika terén lehetséges határokat, a megbízható és nagy teljesítményű elektronikus rendszerek iránti kereslet folyamatosan nő. Ennek eredményeként a nyomtatott áramköri lapok összeszerelésének (PCBA) összetettsége nő, és egyre nagyobb az igény a tesztelésre, hogy biztosítsák a minőséget, a megbízhatóságot és a funkcionalitást az elektronikai gyártás területén.
A technológiai fejlődés előrehaladtával jelentős változás következett be a kompakt és bonyolult tervezésű eszközök iránti vágyban. Ez jelentős fejlődést indított el a PCBA tervezésében, amelyet két kulcsfontosságú fejlesztés jellemez:
Eszköz miniatürizálása, válaszul a növekvő keresletre minden kisebb és gyorsabb iránt. Ennek eredményeként a tervezők aktívan növelik a PCBA funkcionalitását, ezáltal növelve a teszthozzáférést igénylő összetevők számát.
A PCBA nagy mennyiségben van jelen, és bár a teszthozzáférés növekedése elkerülhetetlen, ez a mennyiségi növekedés szűk keresztmetszetet teremtett az in-circuit teszt (ICT) rendszerekben.
E kihívások kezelése több tesztcsomópont befogadására alkalmas technológia kihasználását jelenti. Ez végső soron a kapacitás növelését és nagyobb panelek feldolgozásának lehetővé tételét jelenti.
A rövid teszt egy szabványos, teljesítmény nélküli teszt, amelyet az ICT során végeznek. Ez a teszt ellenőrzi a nem kívánt rövidzárlatokat a PCBA összetevői között. A rövid teszt segít megóvni a kártyát a sérülésektől a következő tápfeszültség-teszt fázisban. A technológia fejlődésével a nagy impedanciájú csomópontok elterjedtsége növekszik, ami a jelminőség, az alacsonyabb energiafogyasztás és a jobb funkcionalitás iránti növekvő igénynek köszönhető.
A nagy impedanciájú csomópont rövid vizsgálati időtartama azonban jelentősen hosszabb. Átlagosan háromszor annyi ideig tart egy nagy impedanciájú csomópont tesztelése, mint egy alacsony impedanciájú csomópontnál. Ez az eltérés a tesztelés során a nagy impedanciájú csomópontok egyedi jellemzőiből adódik, amelyek hosszabb stabilizációs időt igényelnek az alacsony áramerősség miatt, és abból, hogy a kis mennyiségű zaj milyen hatással lehet a mérésekre. Ezért a tesztelőknek hosszabb ideig kell alkalmazniuk a tesztjelet a feszültség vagy az áram stabilizálása érdekében, hogy biztosítsák a pontos leolvasást. Szintén bonyolult a rövid leválasztás, amikor egy nagy impedanciájú csomóponton rövidzárlat észlelhető, így a konkrét rövidre zárt csomópontok elkülönítése és azonosítása bonyolultabb folyamat lehet. Ez a meghosszabbított tesztelési idő potenciálisan akadályozhatja a gyártósor teljes vizsgálati teljesítményét, kihívást jelentve a hatékonyság és a gyártási sebesség tekintetében.
A nagy impedanciájú csomópontok tesztelésével kapcsolatos kihívások kezelésére a továbbfejlesztett rövid teszt két fázisból áll: egy észlelési és egy elkülönítési fázisból. Ez az új algoritmus kifejezetten a nagy impedanciájú csomópontok rövidzárlat-érzékelésének hatékonyságának növelésére készült, ezért nem alkalmazható alacsony impedanciájú vagy ismert rövidzárlattal rendelkező csomópontokra.
1. ábra: A nagy impedanciájú csomópontokat a bináris azonosító használatával csoportokra bontjuk, és megmérjük az ellenállást a rövidzárlatok ellenőrzéséhez.
Tekintsünk egy forgatókönyvet, amelyben egy kártya 100 nagy impedanciájú csomópontot tartalmaz. Ebben az esetben minden csomópontnak 7 bites azonosítója lesz. A továbbfejlesztett rövid teszt megvalósítása révén a tesztelési folyamat jelentősen leegyszerűsödött, 100 helyett mindössze hét iterációra volt szükség a teszt elvégzéséhez. Következésképpen az iterációk számának ez a csökkenése hatékonyan minimalizálja a teszt teljes időtartamát.
Az elkülönítési fázis során, ha rövidzárlatot észlel, a továbbfejlesztett rövidzárlati vizsgálati módszer a felezési technikát alkalmazza, hogy pontosan meghatározza azokat a csomópontokat, ahol a váratlan rövidzárlat bekövetkezett, tükrözve a szabványos algoritmust. A legfontosabb különbség azonban a sorrendben rejlik: A rövidre zárt csomópontokat kezdetben az egyik csoportból azonosítják, majd a másikból, optimalizálva az azonosítási folyamat hatékonyságát.
A szuperkondenzátorok, amelyeket gyakran SuperCap-ként is emlegetnek, olyan típusú kondenzátorok, amelyeket nagy kapacitásuk jellemez, amely 1 faradtól 100 faradig terjed. A kondenzátorok általában elektrokémiai eszközök, amelyeket arra terveztek, hogy energiát tároljanak elektrosztatikus energia formájában.
A szuperkondenzátorok kivételes energiatároló kapacitása különösen értékessé teszi őket számos alkalmazásban, például az elektromos és hibrid járművek (EV/HEV) és a plug-in hibrid elektromos járművek (PHEV) támogatásában. Stop-start funkcióhoz, gyors gyorsításhoz és regeneratív fékezéshez használják.
Az autóipari alkalmazásaik mellett a szuperkondenzátorok másodlagos áramforrásként is szolgálnak, sürgősségi tartalék tápellátást biztosítva a kritikus rendszereknek meghibásodás vagy indítási folyamatok során. Ezenkívül döntő szerepet játszanak a stabil feszültségszint fenntartásában a jármű elektromos rendszerében, ezáltal javítva az energiaminőséget. Ez a stabilitás biztosítja, hogy az érzékeny elektronikus alkatrészek egyenletes és megbízható tápellátást kapjanak, hozzájárulva a rendszer általános megbízhatóságához és teljesítményéhez.
Ezért elengedhetetlen a szuperkondenzátorok pontos feltöltése, tesztelése és kisütése.
2. ábra: SuperCap tesztcsatlakozás
A szivárgási és alvási áramok döntő szerepet játszanak a különböző eszközök teljesítményében, beleértve a mobil eszközöket, az orvosi berendezéseket és az autóipari egységeket. Ezek az áramok különösen jelentős mutatói az eszköz energiafogyasztásának, és betekintést nyújtanak abba, hogy az akkumulátor mennyi ideig képes működni, mielőtt újratöltést vagy cserét igényelne.
Az autóipari alkalmazásokban a motorvezérlő egységek (ECU-k) példázzák a szivárgási és alvási áramok kezelésének fontosságát. Az ECU-k felügyelik a motor működésén belüli kritikus funkciókat, például a klímaszabályozást, a légzsákkezelést és a blokkolásgátló fékrendszereket. Ezen áramok nem hatékony kezelése az ECU-n belül az akkumulátor szükségtelen lemerüléséhez vezethet, ami az akkumulátor élettartamának lerövidüléséhez és potenciális elektromos meghibásodásokhoz vezethet.
A hatékonysági szempontokon túl a szivárgó áramok is jelentős biztonsági kockázatot jelentenek. Az ezen áramok által kiváltott meghibásodások az ECU-n belüli biztonság szempontjából kritikus áramkörök előre nem látható viselkedését okozhatják, ami veszélyes helyzetekhez vezethet. Például a hibásan működő biztonsági rendszerek a légzsákok meghibásodásához vezethetnek ütközéskor. Figyelembe véve ezeket a lehetséges kockázatokat, elengedhetetlenek az aprólékos kisáramú mérések.
A nagy sűrűségű PCBA átfogó tesztelésének eléréséhez az áramkör minden elektromos csomópontján tesztpontokat kell elhelyezni, lehetővé téve az áramköri tesztelő számára, hogy alapos alkatrész- és csatlakozási teszteket végezzen. Nem praktikus azonban a vizsgálati pontok elhelyezése minden elektromos csomóponton egy sűrűn tömörített PCBA-n belül. A vizsgálati pontok kiosztásának ez a korlátozása a nagy sűrűségű PCBA vizsgálati lefedettségének csökkenéséhez vezet.
Ez megoldható az automatizált klaszterképzés és tesztgenerálás bevezetésével ezekhez a fürtökhöz. Egy automatizált funkció kiszámítja a passzív analóg klaszter egyenértékű impedanciáját, és összehasonlítja azt a mérési eredményekkel. Ezt követően egy átfogó tesztterv létrehozása a fürtkomponensek sűrűn csomagolt PCBA-kon történő mérésére szabva. Ez jelentősen csökkenti a fürtök manuális azonosításához és a tesztek generálásához szükséges mérnöki erőfeszítéseket.
3. ábra: Az eszközök típusai és a klasztertesztre elfogadott eszközök.
A továbbfejlesztett klaszterteszt-algoritmus a nagy sűrűségű in-circuit teszterben kerül bevezetésre, és egy automatizált megoldást kínál megbízható passzív eszközfürtök létrehozására és teszttervek generálására. A fejlett fürtkönyvtárból (ACL) származó algoritmusok erejének kihasználása hatékony fürtképzést biztosít. A következő szakaszok szigorú hardverkövetelmények érvényesítését foglalják magukban, hozzájárulva a megbízható fürtök azonosításához tesztelési célokra. A folyamat egyszerűsítésével még a kezdő tesztmérnökök is hatékonyan hajthatnak végre teszteket. Ez a fejlesztés lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy nagyobb tesztelési pontosságot, gyorsabb tesztvégrehajtást és fokozott megbízhatóságot élvezzenek gyártási folyamataik során, mindezt az automatizált klaszterteszt-algoritmus segíti elő.
A mai PCBA-teszt kihívásainak megoldásához elengedhetetlen az iterációk számának csökkentése, következésképpen a nagy sűrűségű PCBA-k tesztelésének időtartamának csökkentése. A gyorsabb tesztelési idők lehetővé tételével és a tesztek lefedettségének újragondolásával a gyártók képesek lesznek leküzdeni a bonyolultságokat.
Forrás: EE Times
