Visualizzazioni: 0 Autore: Jun Balangue Orario di pubblicazione: 2024-07-08 Origine: EE Tempi
La complessità dell'assemblaggio dei circuiti stampati (PCBA) è in crescita, così come la necessità di eseguire test per garantire qualità, affidabilità e funzionalità nel reparto di produzione elettronica.
Mentre continuiamo ad ampliare i confini di ciò che è possibile fare con l'elettronica, la domanda di sistemi elettronici affidabili e ad alte prestazioni continua a crescere. Di conseguenza, la complessità dell'assemblaggio dei circuiti stampati (PCBA) sta crescendo, così come la necessità di eseguire test per garantire qualità, affidabilità e funzionalità nel reparto di produzione elettronica.
Con l'avanzare del progresso tecnologico, c'è stato un cambiamento significativo nel desiderio di dispositivi compatti e dal design complesso. Ciò ha innescato una significativa evoluzione nella progettazione PCBA, caratterizzata da due sviluppi chiave:
Miniaturizzazione dei dispositivi, in risposta alla crescente domanda di tutto ciò che è più piccolo e veloce. Di conseguenza, i progettisti stanno attivamente aumentando la funzionalità del PCBA, aumentando così il numero di componenti che richiedono l'accesso ai test.
Il volume di PCBA è elevato e, sebbene l’aumento dell’accesso ai test sia inevitabile, questa crescita del volume ha creato un collo di bottiglia nei sistemi di test in-circuit (ICT).
Affrontare queste sfide significa sfruttare la tecnologia in grado di ospitare più nodi di test. Ciò significa in definitiva aumentare la capacità e consentire la lavorazione di pannelli più grandi.
Un test breve è un test standard non alimentato condotto durante l'ICT. Questo test verifica la presenza di cortocircuiti indesiderati tra i componenti su un PCBA. Il test breve aiuta anche a proteggere la scheda da eventuali danni nella successiva fase di test alimentati. Con l'evolversi della tecnologia, la prevalenza dei nodi ad alta impedenza è aumentata, spinta dalla crescente domanda di qualità del segnale, consumo energetico inferiore e funzionalità migliorate.
Tuttavia, la durata breve del test per il nodo ad alta impedenza è notevolmente più lunga. In media, per testare un nodo ad alta impedenza è necessario il triplo del tempo rispetto a un nodo a bassa impedenza. Questa discrepanza nei test è dovuta alle caratteristiche uniche dei nodi ad alta impedenza, che richiedono tempi di stabilizzazione più lunghi a causa del basso flusso di corrente, e al modo in cui piccole quantità di rumore possono influenzare le misurazioni. Pertanto, i tester devono applicare il segnale di test per un periodo prolungato per stabilizzare la tensione o la corrente e garantire letture accurate. Esiste anche complessità durante l'isolamento dei cortocircuiti quando viene rilevato un cortocircuito su un nodo ad alta impedenza; isolare e identificare i nodi in cortocircuito specifici può essere un processo più complesso. Questo tempo di test prolungato potrebbe potenzialmente ostacolare la produttività complessiva dei test della linea di produzione, ponendo sfide all’efficienza e alla velocità di produzione.
Affrontando le sfide associate al test dei nodi ad alta impedenza, il breve test avanzato comprende due fasi: una fase di rilevamento e una fase di isolamento. Progettato specificatamente per migliorare l'efficienza del rilevamento dei cortocircuiti per i nodi ad alta impedenza, questo nuovo algoritmo non è applicabile ai nodi a bassa impedenza o ai nodi con cortocircuiti noti.
Figura 1: I nodi ad alta impedenza vengono suddivisi in gruppi utilizzando l'ID binario e viene misurata la resistenza per verificare la presenza di cortocircuiti.
Considera uno scenario in cui una scheda contiene 100 nodi ad alta impedenza. In questo caso ogni nodo avrà una lunghezza identificativo di 7 bit. Attraverso l'implementazione del test breve migliorato, il processo di test è stato notevolmente semplificato, richiedendo solo sette iterazioni per completare il test invece di 100. Di conseguenza, questa riduzione del numero di iterazioni riduce al minimo la durata complessiva del test.
Durante la fase di isolamento, se viene rilevato un cortocircuito, il metodo avanzato di test del cortocircuito utilizza la tecnica dell'halving per individuare i nodi specifici in cui si è verificato il cortocircuito imprevisto, rispecchiando l'algoritmo standard. Tuttavia, una distinzione fondamentale sta nella sequenza: i nodi cortocircuitati vengono inizialmente identificati da un gruppo e successivamente dall'altro, ottimizzando l'efficienza del processo di identificazione.
I supercondensatori, spesso indicati come SuperCap, sono un tipo di condensatori caratterizzati dalla loro elevata capacità, che va da 1 farad a 100 farad. I condensatori, in generale, sono dispositivi elettrochimici progettati per immagazzinare energia sotto forma di energia elettrostatica.
L’eccezionale capacità di accumulo di energia dei supercondensatori li rende particolarmente preziosi in una serie di applicazioni, come il supporto di veicoli elettrici e ibridi (EV/HEV) e veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV). Sono utilizzati per funzionalità stop-start, accelerazione rapida e operazioni di frenata rigenerativa.
Oltre alle applicazioni automobilistiche, i supercondensatori fungono da fonte di energia secondaria, fornendo alimentazione di backup di emergenza ai sistemi critici in caso di guasto o durante le procedure di avvio. Inoltre, svolgono un ruolo cruciale nel mantenere livelli di tensione stabili all'interno del sistema elettrico di un veicolo, migliorando così la qualità dell'energia. Questa stabilità garantisce che i componenti elettronici sensibili ricevano un'alimentazione costante e affidabile, contribuendo all'affidabilità e alle prestazioni complessive del sistema.
È quindi essenziale caricare, testare e scaricare i supercondensatori con precisione.
Figura 2: connessione di prova SuperCap
Le correnti di dispersione e di sonno svolgono un ruolo cruciale nelle prestazioni di vari dispositivi, inclusi dispositivi mobili, apparecchiature mediche e unità automobilistiche. Queste correnti sono indicatori particolarmente significativi del consumo energetico di un dispositivo, fornendo informazioni su quanto tempo la batteria può sostenere il funzionamento prima di richiedere la ricarica o la sostituzione.
Nelle applicazioni automobilistiche, le unità di controllo del motore (ECU) esemplificano l'importanza della gestione delle correnti di dispersione e di sospensione. Le ECU supervisionano le funzioni critiche all'interno del funzionamento di un motore, come il climatizzatore, la gestione degli airbag e i sistemi di frenatura antibloccaggio. Una gestione inefficiente di queste correnti all'interno delle ECU può comportare un consumo inutile della batteria, con conseguente riduzione della durata della batteria e potenziali malfunzionamenti elettrici.
Oltre ai problemi di efficienza, le correnti di dispersione rappresentano anche un rischio significativo per la sicurezza. I malfunzionamenti indotti da queste correnti possono far sì che i circuiti critici per la sicurezza all'interno delle ECU si comportino in modo imprevedibile, causando potenzialmente situazioni pericolose. Ad esempio, il malfunzionamento dei sistemi di sicurezza potrebbe comportare la mancata attivazione degli airbag durante una collisione. Considerando questi rischi potenziali, sono indispensabili misurazioni meticolose a bassa corrente.
Per ottenere test completi di un PCBA ad alta densità è necessario posizionare punti di test su ogni nodo elettrico in tutto il circuito, consentendo al tester in-circuit di eseguire test approfonditi sui componenti e sulle connessioni. Tuttavia, ospitare punti di test su tutti i nodi elettrici all'interno di un PCBA densamente imballato non è pratico. Questa limitazione nell'assegnazione dei punti di test porta a una diminuzione della copertura del test per un PCBA ad alta densità.
Questo problema può essere risolto introducendo la formazione automatizzata dei cluster e la generazione di test per questi cluster. Una funzione automatizzata calcola l'impedenza equivalente del cluster analogico passivo e la confronta con i risultati della misurazione. Successivamente, creando un piano di test completo su misura per misurare i componenti del cluster su PCBA densamente imballati. Ciò riduce significativamente lo sforzo ingegneristico richiesto per identificare manualmente i cluster e generare test.
Figura 3: tipi di dispositivi e quali dispositivi sono accettati per il test del cluster.
L'algoritmo avanzato di test dei cluster viene introdotto nel tester in-circuit ad alta densità e presenta una soluzione automatizzata per la creazione di cluster di dispositivi passivi affidabili e la generazione di piani di test. Sfruttare la potenza di un algoritmo della libreria cluster avanzata (ACL) garantisce una formazione efficiente dei cluster. Le fasi successive prevedono una rigorosa convalida dei requisiti hardware, contribuendo all'identificazione di cluster affidabili a scopo di test. Semplificando il processo, anche gli ingegneri di test alle prime armi possono eseguire i test in modo efficace. Questo progresso offre ai clienti il potenziale per godere di una migliore precisione dei test, di un’esecuzione più rapida dei test e di una maggiore affidabilità nei loro processi di produzione, il tutto facilitato dall’algoritmo di test cluster automatizzato.
Per affrontare le sfide odierne dei test PCBA, è essenziale ridurre il numero di iterazioni, diminuendo di conseguenza la durata del test richiesta per i PCBA ad alta densità. Consentendo tempi di test più rapidi e reinventando la copertura dei test, i produttori saranno in grado di superare le complessità.
Fonte: EE Times
