Visninger: 0 Forfatter: Jun Balangue Publiseringstidspunkt: 2024-07-08 Opprinnelse: EE Times
Kompleksiteten til printkortmontering (PCBA) vokser, og det samme er behovet for testing for å sikre kvalitet, pålitelighet og funksjonalitet på det elektroniske produksjonsgulvet.
Ettersom vi fortsetter å flytte grensene for hva som er mulig med elektronikk, fortsetter etterspørselen etter pålitelige og høyytende elektroniske systemer å vokse. Som et resultat av dette øker kompleksiteten ved sammenstilling av kretskort (PCBA), og det samme er behovet for testing for å sikre kvalitet, pålitelighet og funksjonalitet på det elektroniske produksjonsgulvet.
Etter hvert som den teknologiske utviklingen går fremover, har det skjedd en betydelig endring i ønsket om kompakte og intrikat utformede enheter. Dette har utløst betydelig utvikling innen PCBA-design, preget av to nøkkelutviklinger:
Enhetsminiatyrisering, som svar på den økende etterspørselen etter alt mindre og raskere. Som et resultat øker designere aktivt funksjonaliteten til PCBA, og øker dermed antallet komponenter som krever testtilgang.
Det er et høyt volum av PCBA, og selv om økningen i testtilgang er uunngåelig, har denne volumveksten skapt en flaskehals i in-circuit test (IKT)-systemer.
Å takle disse utfordringene betyr å utnytte teknologi som kan romme flere testnoder. Dette betyr til syvende og sist å øke kapasiteten og tillate behandling av større paneler.
En kort test er en standard test uten strøm som utføres under IKT. Denne testen sjekker for uønskede kortslutninger mellom komponenter på en PCBA. Den korte testen bidrar også til å beskytte brettet mot skade i den påfølgende testfasen. Etter hvert som teknologien utvikler seg, har utbredelsen av høyimpedansnoder økt, drevet av den økende etterspørselen etter signalkvalitet, lavere strømforbruk og forbedret funksjonalitet.
Imidlertid er kort testvarighet for høyimpedansnoden spesielt lengre. I gjennomsnitt tar det tre ganger så lang tid å teste en høyimpedansnode sammenlignet med en lavimpedansnode. Denne diskrepansen i testing oppstår på grunn av de unike egenskapene til høyimpedansnoder, som krever lengre stabiliseringstid på grunn av lav strømflyt, og hvordan små mengder støy kan påvirke målinger. Derfor må testerne bruke testsignalet i en lengre periode for å stabilisere spenningen eller strømmen for å sikre nøyaktige avlesninger. Det er også kompleksitet under kort isolasjon når en kortslutning oppdages på en høyimpedansnode, isolering og identifisering av de spesifikke kortsluttede nodene kan være en mer kompleks prosess. Denne utvidede testtiden kan potensielt hindre den totale testgjennomstrømningen til produksjonslinjen, noe som utgjør utfordringer for effektivitet og produksjonshastighet.
For å løse utfordringene knyttet til testing av høyimpedansnoder, består den forbedrede korte testen av to faser: en deteksjonsfase og en isolasjonsfase. Denne nye algoritmen er spesifikt designet for å forbedre effektiviteten til kort deteksjon for noder med høy impedans, og den er ikke aktuelt for noder med lav impedans eller noder med kjente kortslutninger.
Figur 1: Høyimpedansnoder brytes ned i grupper ved å bruke den binære IDen og måles for motstand for å se etter kortslutninger.
Tenk på et scenario der et brett inneholder 100 høyimpedansnoder. I dette tilfellet vil hver node ha en 7-bits identifikatorlengde. Gjennom implementeringen av den forbedrede korte testen ble testprosessen betydelig strømlinjeformet, og krever bare syv iterasjoner for å fullføre testen i stedet for 100. Følgelig minimerer denne reduksjonen i antall iterasjoner effektivt den totale testvarigheten.
Under isolasjonsfasen, hvis en kortslutning oppdages, bruker den forbedrede kortslutningsmetoden halveringsteknikken for å finne de spesifikke nodene der den uventede kortslutningen har oppstått, og speiler standardalgoritmen. En viktig forskjell ligger imidlertid i sekvensen: De kortsluttede nodene identifiseres først fra den ene gruppen og deretter fra den andre, og optimaliserer effektiviteten til identifiseringsprosessen.
Superkondensatorer, ofte referert til som SuperCaps, er en type kondensatorer preget av deres høye kapasitans, fra 1 farad til 100 farad. Kondensatorer er generelt elektrokjemiske enheter designet for å lagre energi i form av elektrostatisk energi.
Den eksepsjonelle energilagringskapasiteten til superkondensatorer gjør dem spesielt verdifulle i en rekke bruksområder, for eksempel støtte for elektriske og hybride kjøretøy (EVs/HEVs) og plug-in hybrid elektriske kjøretøyer (PHEVs). De brukes for stopp-start-funksjonalitet, rask akselerasjon og regenerative bremseoperasjoner.
I tillegg til deres bilapplikasjoner, fungerer superkondensatorer som en sekundær strømkilde, og gir nødreservestrøm til kritiske systemer i tilfelle feil eller under oppstartsprosedyrer. Dessuten spiller de en avgjørende rolle for å opprettholde stabile spenningsnivåer i kjøretøyets elektriske system, og forbedrer dermed strømkvaliteten. Denne stabiliteten sikrer at sensitive elektroniske komponenter får en konsistent og pålitelig strømforsyning, noe som bidrar til systemets generelle pålitelighet og ytelse.
Det er derfor viktig å lade, teste og utlade superkondensatorer med presisjon.
Figur 2: SuperCap-testtilkobling
Lekkasje- og søvnstrømmene spiller en avgjørende rolle i ytelsen til ulike enheter, inkludert mobile enheter, medisinsk utstyr og bilenheter. Disse strømmene er spesielt viktige indikatorer på en enhets energiforbruk, og gir innsikt i hvor lenge batteriet kan opprettholde drift før det krever opplading eller utskifting.
I bilapplikasjoner eksemplifiserer motorkontrollenheter (ECUer) viktigheten av å håndtere lekkasje- og søvnstrømmer. ECUer overvåker kritiske funksjoner i en motors drift, for eksempel klimakontroll, kollisjonsputestyring og anti-låse bremsesystemer. Ineffektiv håndtering av disse strømmene innenfor ECU-er kan føre til unødvendig tømming av batteriet, noe som kan føre til forkortet batterilevetid og potensielle elektriske feil.
Utover effektivitetsbekymringer utgjør lekkasjestrømmer også en betydelig sikkerhetsrisiko. Feil indusert av disse strømmene kan føre til at sikkerhetskritiske kretser i ECU-er oppfører seg uforutsigbart, noe som potensielt kan resultere i farlige situasjoner. For eksempel kan feilfungerende sikkerhetssystemer føre til at kollisjonsputer ikke utløses under en kollisjon. Tatt i betraktning disse potensielle risikoene, er grundige lavstrømsmålinger avgjørende.
For å oppnå omfattende testing av en PCBA med høy tetthet, må testpunkter plasseres på hver elektrisk node gjennom hele kretsen, slik at kretstesteren kan utføre grundige komponent- og koblingstester. Imidlertid er det upraktisk å imøtekomme testpunkter på alle elektriske noder innenfor en tettpakket PCBA. Denne begrensningen i tildeling av testpunkt fører til en reduksjon i testdekning for en PCBA med høy tetthet.
Dette kan løses ved å innføre automatisert klyngedannelse og testgenerering for disse klyngene. En automatisert funksjon beregner den ekvivalente impedansen til den passive analoge klyngen og sammenligner den med måleresultater. Deretter lage en omfattende testplan skreddersydd for måling av klyngekomponenter på tettpakkede PCBAer. Dette reduserer betydelig ingeniørarbeidet som kreves for å identifisere klynger manuelt og generere tester.
Figur 3: Typer enheter og hvilke enheter som er akseptert for klyngetest.
Den forbedrede klyngetestalgoritmen er introdusert i høytetthets in-kretstesteren og presenterer en automatisert løsning for å lage pålitelige passive enhetsklynger og generere testplaner. Å utnytte kraften til en algoritme fra det avanserte klyngebiblioteket (ACL) sikrer effektiv klyngedannelse. Påfølgende stadier involverer strenge validering av maskinvarekrav, som bidrar til å identifisere pålitelige klynger for testformål. Ved å strømlinjeforme prosessen kan selv nybegynnere testingeniører effektivt utføre tester. Denne fremgangen har potensialet for kunder til å nyte forbedret testpresisjon, raskere testutførelse og forbedret pålitelighet i produksjonsprosessene deres, alt tilrettelagt av den automatiserte klyngetestalgoritmen.
For å møte dagens PCBA-testutfordringer, er det viktig å redusere antall iterasjoner, og følgelig redusere testvarigheten som kreves for PCBAer med høy tetthet. Ved å muliggjøre raskere testtider og redesigne testdekningen, vil produsentene kunne overvinne kompleksiteten.
Kilde fra: EE Times
