Lima Cabaran Ujian Pembuatan untuk Pemasangan Papan Litar Bercetak Kompleks

Kerumitan pemasangan papan litar bercetak (PCBA) semakin berkembang dan begitu juga dengan keperluan untuk ujian untuk memastikan kualiti, kebolehpercayaan dan kefungsian di tingkat pembuatan elektronik.

Semasa kami terus menolak sempadan perkara yang mungkin dengan elektronik, permintaan untuk sistem elektronik yang boleh dipercayai dan berprestasi tinggi terus berkembang. Akibatnya, kerumitan pemasangan papan litar bercetak (PCBA) semakin berkembang dan begitu juga dengan keperluan untuk ujian untuk memastikan kualiti, kebolehpercayaan dan kefungsian pada lantai pembuatan elektronik.

Cabaran #1: Meningkatkan ketumpatan PCBA dan permintaan volum tinggi dalam pembuatan

Apabila kemajuan teknologi bergerak ke hadapan, terdapat perubahan ketara dalam keinginan untuk peranti yang padat dan direka dengan rumit. Ini telah mencetuskan evolusi yang ketara dalam reka bentuk PCBA, dicirikan oleh dua perkembangan utama:

• Pengecilan peranti, sebagai tindak balas kepada permintaan yang semakin meningkat untuk segala-galanya yang lebih kecil dan lebih pantas. Akibatnya, pereka bentuk secara aktif meningkatkan fungsi PCBA, dengan itu meningkatkan bilangan komponen yang memerlukan akses ujian.

• Terdapat jumlah PCBA yang tinggi, dan walaupun peningkatan dalam akses ujian tidak dapat dielakkan, pertumbuhan volum ini telah mewujudkan kesesakan dalam sistem ujian dalam litar (ICT).

Menangani cabaran ini bermakna memanfaatkan teknologi yang boleh menampung lebih banyak nod ujian. Ini akhirnya bermakna meningkatkan kapasiti dan membenarkan pemprosesan panel yang lebih besar.

Cabaran #2: Ujian pendek yang lebih panjang pada nod impedans tinggi

Ujian pendek ialah ujian standard tidak berkuasa yang dijalankan semasa ICT. Ujian ini menyemak seluar pendek yang tidak diingini antara komponen pada PCBA. Ujian pendek juga membantu melindungi papan daripada kerosakan dalam fasa ujian berkuasa berikutnya. Apabila teknologi berkembang, kelaziman nod impedans tinggi telah meningkat, didorong oleh permintaan yang semakin meningkat untuk kualiti isyarat, penggunaan kuasa yang lebih rendah dan kefungsian yang lebih baik.

Walau bagaimanapun, tempoh ujian pendek untuk nod impedans tinggi adalah lebih lama. Secara purata, ia mengambil masa tiga kali lebih lama untuk menguji nod impedans tinggi berbanding dengan nod impedans rendah. Percanggahan dalam ujian ini timbul disebabkan oleh ciri unik nod impedans tinggi, yang memerlukan masa penstabilan yang lebih lama disebabkan oleh aliran arus yang rendah, dan bagaimana jumlah bunyi yang kecil boleh menjejaskan pengukuran. Oleh itu, penguji mesti menggunakan isyarat ujian untuk tempoh yang panjang untuk menstabilkan voltan atau arus bagi memastikan bacaan yang tepat. Terdapat juga kerumitan semasa pengasingan pendek apabila pintasan dikesan pada nod impedans tinggi, mengasingkan dan mengenal pasti nod pintasan tertentu boleh menjadi proses yang lebih kompleks. Masa ujian yang dilanjutkan ini berpotensi menghalang pemprosesan keseluruhan ujian barisan pembuatan, menimbulkan cabaran kepada kecekapan dan kelajuan pengeluaran.

Menangani cabaran yang berkaitan dengan ujian nod impedans tinggi, ujian pendek yang dipertingkatkan terdiri daripada dua fasa: fasa pengesanan dan fasa pengasingan. Direka khusus untuk meningkatkan kecekapan pengesanan pendek untuk nod impedans tinggi, algoritma baharu ini tidak boleh digunakan untuk nod atau nod impedans rendah dengan pintasan yang diketahui.

Rajah 1: Nod impedans tinggi dipecahkan kepada kumpulan menggunakan ID binari dan diukur untuk rintangan untuk memeriksa seluar pendek.

Pertimbangkan senario di mana papan mengandungi 100 nod impedans tinggi. Dalam kes ini, setiap nod akan mempunyai panjang pengecam 7-bit. Melalui pelaksanaan ujian pendek yang dipertingkatkan, proses ujian diperkemas dengan ketara, memerlukan hanya tujuh lelaran untuk melengkapkan ujian dan bukannya 100. Akibatnya, pengurangan bilangan lelaran ini meminimumkan keseluruhan tempoh ujian secara berkesan.

Semasa fasa pengasingan, jika litar pintas dikesan, kaedah ujian pendek yang dipertingkatkan menggunakan teknik separuh untuk menentukan nod tertentu di mana pintasan yang tidak dijangka telah berlaku, mencerminkan algoritma standard. Walau bagaimanapun, perbezaan utama terletak pada urutan: Nod yang dipendekkan pada mulanya dikenal pasti daripada satu kumpulan dan seterusnya daripada kumpulan yang lain, mengoptimumkan kecekapan proses pengenalan.

Cabaran #3: Menguji superkapasitor (1 hingga 100 Farad) dalam ujian dalam litar

Supercapacitors, sering dirujuk sebagai SuperCaps, adalah sejenis kapasitor yang dicirikan oleh kemuatan tingginya, antara 1 farad hingga 100 farad. Kapasitor, secara amnya, adalah peranti elektrokimia yang direka untuk menyimpan tenaga dalam bentuk tenaga elektrostatik.

Kapasiti storan tenaga yang luar biasa bagi supercapacitor menjadikannya sangat berharga dalam beberapa aplikasi, seperti menyokong kenderaan elektrik dan hibrid (EV/HEV) dan kenderaan elektrik hibrid (PHEV) plug-in. Ia digunakan untuk fungsi berhenti mula, pecutan pantas dan operasi brek regeneratif.

Sebagai tambahan kepada aplikasi automotif mereka, supercapacitors berfungsi sebagai sumber kuasa sekunder, menyediakan kuasa sandaran kecemasan kepada sistem kritikal sekiranya berlaku kegagalan atau semasa prosedur permulaan. Selain itu, ia memainkan peranan penting dalam mengekalkan tahap voltan yang stabil dalam sistem elektrik kenderaan, dengan itu meningkatkan kualiti kuasa. Kestabilan ini memastikan bahawa komponen elektronik sensitif menerima bekalan kuasa yang konsisten dan boleh dipercayai, menyumbang kepada kebolehpercayaan dan prestasi keseluruhan sistem.

Oleh itu, adalah penting untuk mengecas, menguji dan menyahcas superkapasitor dengan ketepatan.

Rajah 2: Sambungan ujian SuperCap

Cabaran #4: Pengukuran arus rendah dalam ujian dalam litar

Kebocoran dan arus tidur memainkan peranan penting dalam prestasi pelbagai peranti, termasuk peranti mudah alih, peralatan perubatan dan unit automotif. Arus ini merupakan penunjuk yang ketara bagi penggunaan tenaga peranti, memberikan pandangan tentang berapa lama bateri boleh mengekalkan operasi sebelum memerlukan pengecasan semula atau penggantian.

Dalam aplikasi automotif, unit kawalan enjin (ECU) menunjukkan kepentingan menguruskan kebocoran dan arus tidur. ECU menyelia fungsi kritikal dalam operasi enjin, seperti kawalan iklim, pengurusan beg udara dan sistem brek anti-kunci. Pengendalian arus yang tidak cekap ini dalam ECU boleh mengakibatkan longkang yang tidak perlu pada bateri, yang membawa kepada hayat bateri yang dipendekkan dan kemungkinan kerosakan elektrik.

Di luar kebimbangan kecekapan, arus kebocoran juga menimbulkan risiko keselamatan yang ketara. Kepincangan yang disebabkan oleh arus ini boleh menyebabkan litar kritikal keselamatan dalam ECU berkelakuan tidak dapat diramalkan, yang berpotensi mengakibatkan situasi berbahaya. Sebagai contoh, sistem keselamatan yang tidak berfungsi boleh menyebabkan kegagalan untuk menggunakan beg udara semasa perlanggaran. Memandangkan potensi risiko ini, pengukuran arus rendah yang teliti adalah penting.

Cabaran #5: Akses ujian terhad pada PCBA

Mencapai ujian komprehensif PCBA berketumpatan tinggi memerlukan titik ujian diletakkan pada setiap nod elektrik di seluruh litar, membolehkan penguji dalam litar melakukan ujian komponen dan sambungan yang teliti. Walau bagaimanapun, menampung titik ujian pada semua nod elektrik dalam PCBA yang padat adalah tidak praktikal. Had dalam peruntukan titik ujian ini membawa kepada penurunan liputan ujian untuk PCBA berketumpatan tinggi.

Ini boleh diatasi dengan memperkenalkan pembentukan kluster automatik dan penjanaan ujian untuk kluster ini. Ciri automatik mengira galangan setara gugusan analog pasif dan membandingkannya dengan hasil pengukuran. Selepas itu, mencipta pelan ujian komprehensif yang disesuaikan untuk mengukur komponen kluster pada PCBA yang padat. Ini dengan ketara mengurangkan usaha kejuruteraan yang diperlukan untuk mengenal pasti kelompok secara manual dan menjana ujian.

Rajah 3: Jenis peranti dan peranti mana yang diterima untuk ujian kluster.

Algoritma ujian kluster yang dipertingkatkan diperkenalkan dalam penguji dalam litar berketumpatan tinggi dan membentangkan penyelesaian automatik untuk mencipta kluster peranti pasif yang boleh dipercayai dan menjana pelan ujian. Memanfaatkan kuasa algoritma daripada perpustakaan kluster lanjutan (ACL) memastikan pembentukan kluster yang cekap. Peringkat seterusnya melibatkan pengesahan keperluan perkakasan yang ketat, menyumbang kepada mengenal pasti kelompok yang boleh dipercayai untuk tujuan ujian. Dengan memperkemas proses, jurutera ujian pemula pun boleh melaksanakan ujian dengan berkesan. Kemajuan ini mempunyai potensi untuk pelanggan menikmati ketepatan ujian yang dipertingkatkan, pelaksanaan ujian yang lebih pantas dan kebolehpercayaan yang dipertingkatkan dalam proses pengeluaran mereka, semuanya difasilitasi oleh algoritma ujian kelompok automatik.

Ringkasan

Untuk menangani cabaran ujian PCBA hari ini, adalah penting untuk mengurangkan bilangan lelaran, seterusnya mengurangkan tempoh ujian yang diperlukan untuk PCBA berketumpatan tinggi. Dengan mendayakan masa ujian yang lebih pantas dan membayangkan semula liputan ujian, pengeluar akan dapat mengatasi kerumitan.

Sumber daripada: EE Times