Dilihat: 0 Penulis: Jun Balangue Waktu Terbit: 08-07-2024 Asal: Waktu EE
Kompleksitas perakitan papan sirkuit cetak (PCBA) semakin meningkat dan begitu pula kebutuhan pengujian untuk memastikan kualitas, keandalan, dan fungsionalitas di lantai produksi elektronik.
Seiring dengan upaya kita untuk terus mendorong batasan-batasan yang mungkin dilakukan dalam bidang elektronik, permintaan akan sistem elektronik yang andal dan berperforma tinggi terus meningkat. Akibatnya, kompleksitas perakitan papan sirkuit cetak (PCBA) semakin meningkat dan kebutuhan akan pengujian juga meningkat untuk memastikan kualitas, keandalan, dan fungsionalitas di lantai produksi elektronik.
Seiring kemajuan teknologi, terjadi perubahan signifikan dalam keinginan akan perangkat yang ringkas dan dirancang dengan rumit. Hal ini telah memicu evolusi signifikan dalam desain PCBA, yang ditandai dengan dua perkembangan utama:
Miniaturisasi perangkat, sebagai respons terhadap meningkatnya permintaan akan segala sesuatu yang lebih kecil dan cepat. Akibatnya, desainer secara aktif meningkatkan fungsionalitas PCBA, sehingga meningkatkan jumlah komponen yang memerlukan akses pengujian.
Terdapat volume PCBA yang tinggi, dan meskipun peningkatan akses pengujian tidak dapat dihindari, pertumbuhan volume ini telah menciptakan hambatan dalam sistem pengujian dalam sirkuit (ICT).
Mengatasi tantangan ini berarti memanfaatkan teknologi yang dapat mengakomodasi lebih banyak node pengujian. Hal ini pada akhirnya berarti meningkatkan kapasitas dan memungkinkan pemrosesan panel yang lebih besar.
Tes singkat adalah tes standar tanpa daya yang dilakukan selama TIK. Tes ini memeriksa hubungan pendek yang tidak diinginkan antar komponen pada PCBA. Tes singkat juga membantu melindungi papan dari kerusakan pada fase tes bertenaga berikutnya. Seiring berkembangnya teknologi, prevalensi node impedansi tinggi semakin meningkat, didorong oleh meningkatnya permintaan akan kualitas sinyal, konsumsi daya yang lebih rendah, dan peningkatan fungsionalitas.
Namun, durasi pengujian yang singkat untuk node impedansi tinggi jauh lebih lama. Rata-rata, diperlukan waktu tiga kali lebih lama untuk menguji node berimpedansi tinggi dibandingkan dengan node berimpedansi rendah. Perbedaan dalam pengujian ini muncul karena karakteristik unik dari node impedansi tinggi, yang memerlukan waktu stabilisasi lebih lama karena aliran arus yang rendah, dan seberapa kecil kebisingan dapat mempengaruhi pengukuran. Oleh karena itu, penguji harus menerapkan sinyal pengujian dalam waktu lama untuk menstabilkan tegangan atau arus guna memastikan pembacaan yang akurat. Ada juga kompleksitas selama isolasi pendek ketika arus pendek terdeteksi pada node impedansi tinggi, mengisolasi dan mengidentifikasi node korsleting tertentu dapat menjadi proses yang lebih kompleks. Waktu pengujian yang diperpanjang ini berpotensi menghambat keseluruhan hasil pengujian di lini produksi, sehingga menimbulkan tantangan terhadap efisiensi dan kecepatan produksi.
Untuk mengatasi tantangan yang terkait dengan pengujian node impedansi tinggi, pengujian singkat yang ditingkatkan ini terdiri dari dua fase: fase deteksi dan fase isolasi. Dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi deteksi arus pendek pada node berimpedansi tinggi, algoritme baru ini tidak dapat diterapkan pada node berimpedansi rendah atau node dengan arus pendek yang diketahui.
Gambar 1: Node impedansi tinggi dipecah menjadi beberapa kelompok menggunakan ID biner dan diukur resistansinya untuk memeriksa arus pendek.
Pertimbangkan skenario di mana sebuah papan berisi 100 node impedansi tinggi. Dalam hal ini, setiap node akan memiliki panjang pengenal 7-bit. Melalui penerapan pengujian singkat yang disempurnakan, proses pengujian disederhanakan secara signifikan, hanya memerlukan tujuh iterasi untuk menyelesaikan pengujian, bukan 100. Akibatnya, pengurangan jumlah iterasi ini secara efektif meminimalkan durasi pengujian secara keseluruhan.
Selama fase isolasi, jika korsleting terdeteksi, metode pengujian arus pendek yang ditingkatkan menggunakan teknik separuh untuk menentukan titik-titik tertentu di mana arus pendek yang tidak terduga telah terjadi, yang mencerminkan algoritma standar. Namun, perbedaan utamanya terletak pada urutannya: Node yang mengalami korslet pada awalnya diidentifikasi dari satu grup dan kemudian dari grup lainnya, sehingga mengoptimalkan efisiensi proses identifikasi.
Superkapasitor, sering disebut SuperCaps, adalah jenis kapasitor yang dicirikan oleh kapasitansinya yang tinggi, berkisar antara 1 farad hingga 100 farad. Kapasitor secara umum merupakan perangkat elektrokimia yang dirancang untuk menyimpan energi dalam bentuk energi elektrostatis.
Kapasitas penyimpanan energi yang luar biasa dari superkapasitor menjadikannya sangat berharga dalam sejumlah aplikasi, seperti mendukung kendaraan listrik dan hibrida (EV/HEV) dan kendaraan listrik hibrida plug-in (PHEV). Mereka digunakan untuk fungsi stop-start, akselerasi cepat, dan operasi pengereman regeneratif.
Selain aplikasi otomotif, superkapasitor berfungsi sebagai sumber daya sekunder, menyediakan daya cadangan darurat ke sistem penting jika terjadi kegagalan atau selama prosedur penyalaan. Selain itu, mereka memainkan peran penting dalam menjaga tingkat tegangan stabil dalam sistem kelistrikan kendaraan, sehingga meningkatkan kualitas daya. Stabilitas ini memastikan komponen elektronik yang sensitif menerima pasokan daya yang konsisten dan andal, sehingga berkontribusi terhadap keandalan dan kinerja sistem secara keseluruhan.
Oleh karena itu, penting untuk mengisi, menguji, dan mengosongkan superkapasitor dengan tepat.
Gambar 2: Koneksi uji SuperCap
Kebocoran dan arus tidur memainkan peran penting dalam kinerja berbagai perangkat, termasuk perangkat seluler, peralatan medis, dan unit otomotif. Arus ini merupakan indikator penting mengenai konsumsi energi perangkat, yang memberikan wawasan tentang berapa lama baterai dapat bertahan beroperasi sebelum perlu diisi ulang atau diganti.
Dalam aplikasi otomotif, unit kontrol mesin (ECU) memberikan contoh pentingnya mengelola kebocoran dan arus tidur. ECU mengawasi fungsi-fungsi penting dalam pengoperasian mesin, seperti pengatur suhu, pengelolaan kantung udara, dan sistem pengereman anti-lock. Penanganan yang tidak efisien terhadap arus-arus ini di dalam ECU dapat mengakibatkan terkurasnya baterai secara tidak perlu, sehingga memperpendek masa pakai baterai dan potensi malfungsi kelistrikan.
Selain masalah efisiensi, arus bocor juga menimbulkan risiko keselamatan yang signifikan. Kerusakan yang disebabkan oleh arus ini dapat menyebabkan sirkuit yang kritis terhadap keselamatan di dalam ECU berperilaku tidak terduga, yang berpotensi mengakibatkan situasi berbahaya. Misalnya, sistem keselamatan yang tidak berfungsi dapat menyebabkan kegagalan dalam mengembangkan kantung udara saat terjadi tabrakan. Mengingat potensi risiko ini, pengukuran arus rendah yang cermat sangatlah penting.
Untuk mencapai pengujian komprehensif PCBA kepadatan tinggi memerlukan penempatan titik pengujian pada setiap node listrik di seluruh sirkuit, sehingga penguji dalam sirkuit dapat melakukan pengujian komponen dan sambungan secara menyeluruh. Namun, mengakomodasi titik uji pada semua node listrik dalam PCBA yang padat tidaklah praktis. Keterbatasan alokasi titik pengujian ini menyebabkan penurunan cakupan pengujian untuk PCBA kepadatan tinggi.
Hal ini dapat diatasi dengan memperkenalkan pembentukan klaster otomatis dan pembuatan pengujian untuk klaster-klaster ini. Fitur otomatis menghitung impedansi setara dari cluster analog pasif dan membandingkannya dengan hasil pengukuran. Selanjutnya, membuat rencana pengujian komprehensif yang disesuaikan untuk mengukur komponen cluster pada PCBA yang padat. Hal ini secara signifikan mengurangi upaya teknis yang diperlukan untuk mengidentifikasi cluster secara manual dan menghasilkan pengujian.
Gambar 3: Jenis perangkat dan perangkat mana yang diterima untuk uji cluster.
Algoritme pengujian klaster yang ditingkatkan diperkenalkan pada penguji dalam sirkuit dengan kepadatan tinggi dan menyajikan solusi otomatis untuk membuat klaster perangkat pasif yang dapat diandalkan dan menghasilkan rencana pengujian. Memanfaatkan kekuatan algoritma dari advanced cluster library (ACL) memastikan pembentukan cluster yang efisien. Tahap selanjutnya melibatkan validasi persyaratan perangkat keras yang ketat, yang berkontribusi dalam mengidentifikasi cluster yang andal untuk tujuan pengujian. Dengan menyederhanakan proses, bahkan teknisi pengujian pemula pun dapat menjalankan pengujian secara efektif. Kemajuan ini memberikan potensi bagi pelanggan untuk menikmati peningkatan presisi pengujian, pelaksanaan pengujian yang lebih cepat, dan peningkatan keandalan dalam proses produksi mereka, semuanya difasilitasi oleh algoritma pengujian cluster otomatis.
Untuk mengatasi tantangan pengujian PCBA saat ini, penting untuk mengurangi jumlah iterasi, sehingga mengurangi durasi pengujian yang diperlukan untuk PCBA kepadatan tinggi. Dengan mengaktifkan waktu pengujian yang lebih cepat dan menata ulang cakupan pengujian, produsen akan mampu mengatasi kerumitan tersebut.
Sumber dari: EE Times
