PCBA(인쇄 회로 기판 조립)의 복잡성이 증가함에 따라 전자 제조 현장에서 품질, 신뢰성 및 기능을 보장하기 위한 테스트의 필요성도 커지고 있습니다.
우리가 전자 제품의 가능성에 대한 한계를 지속적으로 확장함에 따라 신뢰할 수 있고 성능이 뛰어난 전자 시스템에 대한 수요가 계속해서 증가하고 있습니다. 결과적으로 PCBA(인쇄 회로 기판 조립)의 복잡성이 증가하고 있으며 전자 제조 현장에서 품질, 신뢰성 및 기능을 보장하기 위한 테스트의 필요성도 커지고 있습니다.
기술이 발전함에 따라 작고 복잡하게 디자인된 장치에 대한 요구가 크게 바뀌었습니다. 이는 PCBA 설계의 중요한 발전을 촉발시켰으며 다음 두 가지 주요 개발을 특징으로 합니다.
모든 것에 대한 더 작고 빠른 요구 증가에 대응하여 장치 소형화. 결과적으로 설계자들은 PCBA의 기능을 적극적으로 증가시켜 테스트 액세스가 필요한 구성 요소의 수를 늘리고 있습니다.
PCBA의 양이 많아 테스트 액세스 증가가 불가피한 반면, 이러한 양의 증가로 인해 ICT(In-Circuit Test) 시스템에 병목 현상이 발생했습니다.
이러한 과제를 해결하려면 더 많은 테스트 노드를 수용할 수 있는 기술을 활용해야 합니다. 이는 궁극적으로 용량을 늘리고 더 큰 패널을 처리할 수 있음을 의미합니다.
단기 테스트는 ICT 중에 수행되는 표준 무전원 테스트입니다. 이 테스트는 PCBA의 구성 요소 사이에 원치 않는 단락이 있는지 확인합니다. 짧은 테스트는 후속 전원 테스트 단계에서 보드가 손상되지 않도록 보호하는 데도 도움이 됩니다. 기술이 발전함에 따라 신호 품질, 낮은 전력 소비 및 향상된 기능에 대한 수요 증가로 인해 고임피던스 노드의 보급이 증가하고 있습니다.
그러나 고임피던스 노드의 짧은 테스트 기간은 눈에 띄게 길어집니다. 평균적으로, 낮은 임피던스 노드에 비해 높은 임피던스 노드를 테스트하는 데 3배의 시간이 더 걸립니다. 테스트에서 이러한 불일치는 낮은 전류 흐름으로 인해 더 긴 안정화 시간이 필요한 고임피던스 노드의 고유한 특성과 적은 양의 노이즈가 측정에 영향을 미칠 수 있기 때문에 발생합니다. 따라서 테스터는 정확한 판독을 보장하기 위해 전압이나 전류를 안정화하기 위해 장기간 테스트 신호를 적용해야 합니다. 또한 임피던스가 높은 노드에서 단락이 감지될 때 단락 격리 중에도 복잡성이 있으며, 단락된 특정 노드를 격리하고 식별하는 과정은 더 복잡할 수 있습니다. 이렇게 연장된 테스트 시간은 잠재적으로 제조 라인의 전체 테스트 처리량을 방해하여 효율성과 생산 속도에 문제를 일으킬 수 있습니다.
고임피던스 노드 테스트와 관련된 문제를 해결하기 위해 향상된 단기 테스트는 감지 단계와 격리 단계의 두 단계로 구성됩니다. 고임피던스 노드에 대한 단락 감지 효율성을 향상시키도록 특별히 설계된 이 새로운 알고리즘은 저임피던스 노드나 알려진 단락이 있는 노드에는 적용되지 않습니다.
그림 1: 고임피던스 노드는 바이너리 ID를 사용하여 그룹으로 분류되고 단락을 확인하기 위해 저항을 측정합니다.
보드에 100개의 고임피던스 노드가 포함된 시나리오를 생각해 보세요. 이 경우 각 노드의 식별자 길이는 7비트입니다. 강화된 단기 테스트 구현을 통해 테스트 프로세스가 크게 간소화되어 테스트를 완료하는 데 100회가 아닌 7회만 반복하면 됩니다. 결과적으로 반복 횟수가 줄어들면 전체 테스트 기간이 효과적으로 최소화됩니다.
격리 단계에서 단락이 감지되면 향상된 단락 테스트 방법은 표준 알고리즘을 반영하여 예상치 못한 단락이 발생한 특정 노드를 정확히 찾아내는 절반 기술을 사용합니다. 그러나 주요 차이점은 순서에 있습니다. 단락된 노드는 처음에 한 그룹에서 식별되고 이어서 다른 그룹에서 식별되어 식별 프로세스의 효율성을 최적화합니다.
SuperCap이라고도 불리는 슈퍼커패시터는 1패럿에서 100패럿에 이르는 높은 정전용량을 특징으로 하는 커패시터 유형입니다. 일반적으로 커패시터는 에너지를 정전기 에너지 형태로 저장하도록 설계된 전기화학 장치입니다.
슈퍼커패시터의 뛰어난 에너지 저장 용량은 전기 및 하이브리드 자동차(EV/HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEV) 지원과 같은 다양한 응용 분야에서 특히 유용합니다. 이는 Stop-Start 기능, 급가속 및 회생 제동 작동에 활용됩니다.
자동차 애플리케이션 외에도 슈퍼커패시터는 보조 전원 역할을 하여 장애가 발생하거나 시동 절차 중에 중요한 시스템에 비상 백업 전원을 제공합니다. 또한 차량의 전기 시스템 내에서 안정적인 전압 수준을 유지하여 전력 품질을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 안정성은 민감한 전자 부품이 일관되고 안정적인 전원 공급을 받도록 보장하여 전반적인 시스템 신뢰성과 성능에 기여합니다.
따라서 슈퍼커패시터를 정밀하게 충전, 테스트 및 방전하는 것이 필수적입니다.
그림 2: SuperCap 테스트 연결
누설 전류와 절전 전류는 모바일 장치, 의료 장비, 자동차 장치 등 다양한 장치의 성능에 중요한 역할을 합니다. 이러한 전류는 장치의 에너지 소비를 나타내는 특히 중요한 지표로, 재충전이나 교체가 필요하기 전에 배터리가 얼마나 오랫동안 작동을 유지할 수 있는지에 대한 통찰력을 제공합니다.
자동차 애플리케이션에서 엔진 제어 장치(ECU)는 누설 전류 및 절전 전류 관리의 중요성을 보여줍니다. ECU는 실내 온도 조절, 에어백 관리, 잠김 방지 제동 시스템 등 엔진 작동 내의 중요한 기능을 감독합니다. ECU 내에서 이러한 전류를 비효율적으로 처리하면 배터리가 불필요하게 소모되어 배터리 수명이 단축되고 전기적 오작동이 발생할 수 있습니다.
효율성 문제 외에도 누설 전류는 심각한 안전 위험을 초래합니다. 이러한 전류로 인해 발생하는 오작동으로 인해 ECU 내의 안전에 중요한 회로가 예측할 수 없게 작동하여 잠재적으로 위험한 상황이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 안전 시스템이 오작동하면 충돌 시 에어백이 전개되지 않을 수 있습니다. 이러한 잠재적인 위험을 고려하면 세심한 저전류 측정이 필수적입니다.
고밀도 PCBA의 포괄적인 테스트를 달성하려면 회로 전체의 모든 전기 노드에 테스트 지점을 배치해야 하며 이를 통해 회로 내 테스터가 철저한 구성 요소 및 연결 테스트를 수행할 수 있습니다. 그러나 조밀하게 포장된 PCBA 내의 모든 전기 노드에 테스트 지점을 수용하는 것은 비현실적입니다. 테스트 포인트 할당의 이러한 제한으로 인해 고밀도 PCBA의 테스트 적용 범위가 감소합니다.
이는 이러한 클러스터에 대한 자동화된 클러스터 형성 및 테스트 생성을 도입하여 해결할 수 있습니다. 자동화된 기능은 패시브 아날로그 클러스터의 등가 임피던스를 계산하고 이를 측정 결과와 비교합니다. 그 후, 조밀하게 포장된 PCBA에서 클러스터 구성 요소를 측정하기 위해 맞춤화된 포괄적인 테스트 계획을 수립합니다. 이를 통해 클러스터를 수동으로 식별하고 테스트를 생성하는 데 필요한 엔지니어링 노력이 크게 줄어듭니다.
그림 3: 장치 유형 및 클러스터 테스트에 허용되는 장치.
향상된 클러스터 테스트 알고리즘은 고밀도 인서킷 테스터에 도입되었으며 신뢰할 수 있는 수동 장치 클러스터를 생성하고 테스트 계획을 생성하기 위한 자동화된 솔루션을 제시합니다. 고급 클러스터 라이브러리(ACL)의 강력한 알고리즘을 활용하면 효율적인 클러스터 형성이 보장됩니다. 후속 단계에는 엄격한 하드웨어 요구 사항 검증이 포함되어 테스트 목적으로 신뢰할 수 있는 클러스터를 식별하는 데 도움이 됩니다. 프로세스를 간소화함으로써 초보 테스트 엔지니어라도 효과적으로 테스트를 실행할 수 있습니다. 이러한 발전으로 고객은 자동화된 클러스터 테스트 알고리즘을 통해 향상된 테스트 정밀도, 더 빠른 테스트 실행 및 생산 프로세스의 향상된 신뢰성을 누릴 수 있습니다.
오늘날의 PCBA 테스트 문제를 해결하려면 반복 횟수를 줄여 결과적으로 고밀도 PCBA에 필요한 테스트 기간을 줄이는 것이 필수적입니다. 더 빠른 테스트 시간을 지원하고 테스트 범위를 재구성함으로써 제조업체는 복잡성을 극복할 수 있습니다.
출처: EE Times
