Цогцолбор хэвлэмэл хэлхээний самбарын угсралтын үйлдвэрлэлийн туршилтын таван сорилт

Хэвлэмэл хэлхээний самбарын угсралтын (PCBA) нарийн төвөгтэй байдал улам бүр нэмэгдэж байгаа тул цахим үйлдвэрлэлийн шалан дээр чанар, найдвартай байдал, ажиллагааг баталгаажуулахын тулд туршилт хийх хэрэгцээ нэмэгдэж байна.

Бид электроникийн боломжтой зүйлсийн хил хязгаарыг давах тусам найдвартай, өндөр гүйцэтгэлтэй цахим системийн эрэлт нэмэгдсээр байна. Үүний үр дүнд хэвлэмэл хэлхээний самбарын угсралтын (PCBA) нарийн төвөгтэй байдал улам бүр нэмэгдэж, электрон үйлдвэрлэлийн шалан дээр чанар, найдвартай байдал, ажиллагааг хангах туршилт хийх хэрэгцээ нэмэгдэж байна.

Сорилт №1: Үйлдвэрлэл дэх PCBA-ийн нягтрал, их хэмжээний эрэлт хэрэгцээг нэмэгдүүлэх

Технологийн дэвшил урагшлахын хэрээр авсаархан, нарийн хийцтэй төхөөрөмжүүдийг хүсэх хүсэлд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарсан. Энэ нь хоёр гол хөгжлөөр тодорхойлогддог PCBA-ийн дизайнд ихээхэн хувьсал авчирсан:

• Жижиг, хурдан бүх зүйлд өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээний хариуд төхөөрөмжийг жижигрүүлсэн. Үүний үр дүнд дизайнерууд PCBA-ийн ажиллагааг идэвхтэй нэмэгдүүлж, улмаар туршилтын хандалтыг шаарддаг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоог нэмэгдүүлж байна.

• PCBA-ийн хэмжээ их байгаа бөгөөд туршилтын хүртээмж нэмэгдэх нь гарцаагүй боловч энэхүү эзлэхүүний өсөлт нь хэлхээний туршилтын (ICT) системд гацаа үүсгэсэн.

Эдгээр сорилтыг шийдвэрлэх нь илүү олон туршилтын цэгүүдийг багтаах боломжтой технологийг ашиглах явдал юм. Энэ нь эцсийн эцэст хүчин чадлыг нэмэгдүүлж, илүү том хавтанг боловсруулах боломжийг олгоно гэсэн үг юм.

Бэрхшээл №2: Өндөр эсэргүүцэлтэй зангилаа дээр урт богино туршилт

Богино тест нь МХХТ-ийн үед хийгддэг стандарт хүчгүй туршилт юм. Энэ туршилт нь PCBA дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд хүсээгүй богино холболт байгаа эсэхийг шалгадаг. Богино туршилт нь дараагийн хөдөлгүүртэй туршилтын үе шатанд хавтанг гэмтлээс хамгаалахад тусалдаг. Технологи хөгжихийн хэрээр өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааны тархалт нэмэгдэж байгаа нь дохионы чанар, эрчим хүчний хэрэглээ багасч, функциональ байдал сайжирч байгаатай холбоотой.

Гэсэн хэдий ч өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааны туршилтын богино хугацаа нь илүү урт байдаг. Дунджаар бага эсэргүүцэлтэй зангилаатай харьцуулахад өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааг шалгахад 3 дахин их хугацаа шаардагдана. Туршилтын энэхүү зөрүү нь өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааны өвөрмөц шинж чанар, бага гүйдлийн урсгалын улмаас тогтворжуулах хугацаа их шаарддаг, бага хэмжээний дуу чимээ нь хэмжилтэд хэрхэн нөлөөлж болох зэргээс шалтгаалж үүсдэг. Тиймээс шалгагчид үнэн зөв уншихын тулд хүчдэл эсвэл гүйдлийг тогтворжуулахын тулд туршилтын дохиог удаан хугацаагаар хэрэглэх ёстой. Өндөр эсэргүүцэлтэй зангилаа дээр богино холболт илэрсэн үед богино тусгаарлах үед нарийн төвөгтэй байдаг бөгөөд тодорхой богино холболттой зангилаануудыг тусгаарлах, тодорхойлох нь илүү төвөгтэй процесс байж болно. Энэхүү уртасгасан туршилтын хугацаа нь үйлдвэрлэлийн шугамын нийт туршилтын хүчин чадалд саад учруулж, үр ашиг, үйлдвэрлэлийн хурдад бэрхшээл учруулж болзошгүй юм.

Өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааг туршихтай холбоотой бэрхшээлүүдийг шийдвэрлэхийн тулд сайжруулсан богино туршилт нь илрүүлэх үе ба тусгаарлах үе шат гэсэн хоёр үе шатаас бүрдэнэ. Өндөр эсэргүүцэлтэй зангилааны богино илрүүлэлтийн үр ашгийг дээшлүүлэх зорилгоор тусгайлан бүтээгдсэн энэхүү шинэ алгоритм нь бага эсэргүүцэлтэй зангилаа эсвэл мэдэгдэж буй шорттой зангилаанд хамаарахгүй.

Зураг 1: Өндөр эсэргүүцэлтэй зангилаануудыг хоёртын ID-г ашиглан бүлгүүдэд хувааж, богино холболт байгаа эсэхийг шалгахын тулд эсэргүүцлийг хэмждэг.

Самбар нь 100 өндөр эсэргүүцэлтэй зангилаа агуулсан хувилбарыг авч үзье. Энэ тохиолдолд зангилаа бүр 7 бит тодорхойлогч урттай байна. Сайжруулсан богино тестийг хэрэгжүүлснээр туршилтын үйл явц мэдэгдэхүйц боловсронгуй болж, тестийг дуусгахад 100 биш долоон удаа л шаардлагатай болсон. Иймээс давталтын тоог ийнхүү бууруулснаар туршилтын нийт хугацааг үр дүнтэйгээр багасгасан.

Тусгаарлах үе шатанд богино холболт илэрсэн тохиолдолд сайжруулсан богино туршилтын арга нь стандарт алгоритмыг тусгаж, гэнэтийн богино холболт үүссэн тодорхой зангилааг тодорхойлохын тулд хагас хуваах аргыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч гол ялгаа нь дараалалд оршдог: Богино холболтыг эхлээд нэг бүлгээс, дараа нь нөгөө бүлгээс нь ялгаж, таних үйл явцын үр ашгийг оновчтой болгодог.

Бэрхшээл №3: Хэлхээний туршилтанд суперконденсаторыг (1-ээс 100 Фарад) турших

Суперконденсаторыг ихэвчлэн SuperCaps гэж нэрлэдэг бөгөөд 1 фарадаас 100 фарад хүртэлх өндөр багтаамжтай конденсаторуудын нэг төрөл юм. Конденсаторууд нь ерөнхийдөө эрчим хүчийг цахилгаан статик хэлбэрээр хадгалах зориулалттай цахилгаан химийн төхөөрөмж юм.

Суперконденсаторуудын эрчим хүч хадгалах онцгой хүчин чадал нь тэдгээрийг цахилгаан болон эрлийз тээврийн хэрэгсэл (EV/HEVs) болон залгахад холбогдсон эрлийз цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (PHEVs) гэх мэт олон хэрэглээнд онцгой үнэ цэнэтэй болгодог. Эдгээрийг зогсоох-эхлүүлэх функц, хурдан хурдасгах, нөхөн сэргээх тоормосны үйл ажиллагаанд ашигладаг.

Автомашины хэрэглээнээс гадна суперконденсаторууд нь хоёрдогч эрчим хүчний эх үүсвэр болж, доголдол гарсан эсвэл эхлүүлэх процедурын үед чухал системүүдийг яаралтай нөөц хүчээр хангадаг. Түүгээр ч зогсохгүй тэдгээр нь тээврийн хэрэгслийн цахилгааны систем дэх хүчдэлийн түвшинг тогтвортой байлгах, улмаар эрчим хүчний чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэхүү тогтвортой байдал нь мэдрэмтгий электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тогтвортой, найдвартай цахилгаан хангамжийг хүлээн авч, системийн найдвартай байдал, гүйцэтгэлд хувь нэмэр оруулдаг.

Тиймээс суперконденсаторуудыг нарийвчлалтай цэнэглэх, турших, цэнэггүй болгох нь маш чухал юм.

Зураг 2: SuperCap туршилтын холболт

Бэрхшээл №4: Хэлхээний туршилтын бага гүйдлийн хэмжилт

Нэвчилт ба нойрны гүйдэл нь хөдөлгөөнт төхөөрөмж, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, автомашины нэгж зэрэг янз бүрийн төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр гүйдэл нь төхөөрөмжийн эрчим хүчний хэрэглээний онцгой чухал үзүүлэлт бөгөөд батерейг цэнэглэх эсвэл солихоос өмнө хэр удаан ажиллах боломжтой талаар ойлголт өгдөг.

Автомашины хэрэглээнд хөдөлгүүрийн хяналтын нэгжүүд (ECUs) алдагдал болон унтрах гүйдлийг зохицуулахын ач холбогдлын жишээг харуулж байна. ECU нь цаг уурын хяналт, агаарын дэрний удирдлага, түгжигдэхээс хамгаалах систем зэрэг хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны чухал функцуудыг хянадаг. ECU доторх эдгээр гүйдлийг үр ашиггүй зохицуулах нь батерейг шаардлагагүй зарцуулж, батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгож, цахилгааны эвдрэлд хүргэж болзошгүй юм.

Үр ашгийн асуудлаас гадна гоожих гүйдэл нь аюулгүй байдалд ихээхэн эрсдэл учруулдаг. Эдгээр гүйдлийн улмаас үүссэн эвдрэл нь ECU доторх аюулгүй байдлын чухал хэлхээг урьдчилан таамаглах аргагүй байдалд хүргэж, аюултай нөхцөл байдалд хүргэж болзошгүй. Жишээлбэл, аюулгүй байдлын системийн буруу ажиллагаа нь мөргөлдөөний үед аюулгүйн дэрийг нээхэд хүргэж болзошгүй юм. Эдгээр болзошгүй эрсдлийг харгалзан бага гүйдлийн хэмжилтийг нарийн хийх шаардлагатай байна.

Бэрхшээл №5: PCBA дээр тест хийх боломж хязгаарлагдмал

Өндөр нягтралтай PCBA-ийн иж бүрэн туршилтад хүрэхийн тулд хэлхээний бүх цахилгаан зангилаа дээр туршилтын цэгүүдийг байрлуулах шаардлагатай бөгөөд энэ нь хэлхээний шалгагч нь бүрэлдэхүүн хэсэг болон холболтын нарийн шалгалт хийх боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч, нягт савласан PCBA доторх бүх цахилгаан зангилааны туршилтын цэгүүдийг байрлуулах нь боломжгүй юм. Туршилтын цэгийн хуваарилалтын энэхүү хязгаарлалт нь өндөр нягтралтай PCBA-ийн туршилтын хамрах хүрээг бууруулахад хүргэдэг.

Үүнийг автоматжуулсан кластер үүсгэх, эдгээр кластеруудад тест үүсгэх замаар шийдвэрлэх боломжтой. Автоматжуулсан функц нь идэвхгүй аналог кластерын эквивалент эсэргүүцлийг тооцоолж, хэмжилтийн үр дүнтэй харьцуулдаг. Дараа нь нягт савласан PCBA дээр кластерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэмжихэд зориулагдсан цогц туршилтын төлөвлөгөөг бий болгосон. Энэ нь кластеруудыг гараар таних, тест үүсгэхэд шаардагдах инженерийн хүчин чармайлтыг эрс багасгадаг.

Зураг 3: Төхөөрөмжийн төрөл, ямар төхөөрөмжүүдийг кластерын туршилтанд хүлээн зөвшөөрдөг.

Сайжруулсан кластерын туршилтын алгоритмыг өндөр нягтралтай хэлхээний шалгагч дээр нэвтрүүлсэн бөгөөд найдвартай идэвхгүй төхөөрөмжийн кластер үүсгэх, туршилтын төлөвлөгөө гаргах автомат шийдлийг танилцуулж байна. Кластерын дэвшилтэт номын сангаас (ACL) алгоритмын хүчийг ашиглах нь кластер үүсгэх үр дүнтэй байдлыг баталгаажуулдаг. Дараагийн үе шатууд нь техник хангамжийн шаардлагын хатуу баталгаажуулалтыг багтаасан бөгөөд туршилтын зорилгоор найдвартай кластеруудыг тодорхойлоход хувь нэмэр оруулдаг. Процессыг оновчтой болгосноор туршилтын шинэхэн инженерүүд ч туршилтыг үр дүнтэй гүйцэтгэж чадна. Энэхүү дэвшил нь хэрэглэгчдэд автоматжуулсан кластерын туршилтын алгоритмын тусламжтайгаар туршилтын нарийвчлал сайжирч, туршилтыг хурдан гүйцэтгэх, үйлдвэрлэлийн процессын найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.

Дүгнэлт

Өнөөдрийн PCBA тестийн сорилтуудыг шийдвэрлэхийн тулд давталтын тоог багасгах, улмаар өндөр нягтралтай PCBA-д шаардагдах туршилтын хугацааг багасгах нь чухал юм. Туршилтын хугацааг хурдан болгож, туршилтын хамрах хүрээг дахин төлөвлөснөөр үйлдвэрлэгчид хүндрэл бэрхшээлийг даван туулах боломжтой болно.

Эх сурвалж: EE Times