Zobrazenia: 0 Autor: Jun Balangue Čas zverejnenia: 2024-07-08 Pôvod: EE Times
Zložitosť montáže dosiek s plošnými spojmi (PCBA) rastie a rovnako rastie aj potreba testovania na zabezpečenie kvality, spoľahlivosti a funkčnosti na úrovni výroby elektroniky.
Keďže neustále posúvame hranice toho, čo je možné s elektronikou, dopyt po spoľahlivých a vysokovýkonných elektronických systémoch neustále rastie. Výsledkom je, že zložitosť montáže dosiek s plošnými spojmi (PCBA) rastie a tým rastie aj potreba testovania na zabezpečenie kvality, spoľahlivosti a funkčnosti na úrovni výroby elektroniky.
Ako technologický pokrok napreduje, došlo k výraznej zmene v túžbe po kompaktných a zložito navrhnutých zariadeniach. To vyvolalo významný vývoj v dizajne PCBA, ktorý sa vyznačuje dvoma kľúčovými vývojmi:
Miniaturizácia zariadení v reakcii na rastúci dopyt po všetkom menšom a rýchlejšom. Výsledkom je, že dizajnéri aktívne zvyšujú funkčnosť PCBA, čím zvyšujú počet komponentov, ktoré vyžadujú testovací prístup.
Existuje veľké množstvo PCBA, a hoci je nárast prístupu k testom nevyhnutný, tento nárast objemu vytvoril prekážku v systémoch testovania v obvode (ICT).
Riešenie týchto výziev znamená využitie technológie, ktorá dokáže uspokojiť viac testovacích uzlov. To v konečnom dôsledku znamená zvýšenie kapacity a umožnenie spracovania väčších panelov.
Krátky test je štandardný nemotorový test vykonávaný počas IKT. Tento test kontroluje nežiaduce skraty medzi komponentmi na PCBA. Krátky test tiež pomáha chrániť dosku pred poškodením v následnej fáze testovania s napájaním. Ako sa technológia vyvíja, prevalencia vysokoimpedančných uzlov sa zvyšuje, čo je spôsobené rastúcimi požiadavkami na kvalitu signálu, nižšiu spotrebu energie a lepšiu funkčnosť.
Krátke trvanie testu pre uzol s vysokou impedanciou je však výrazne dlhšie. V priemere trvá testovanie uzla s vysokou impedanciou trikrát dlhšie v porovnaní s uzlom s nízkou impedanciou. Tento nesúlad v testovaní vzniká v dôsledku jedinečných charakteristík vysokoimpedančných uzlov, ktoré vyžadujú dlhší čas stabilizácie v dôsledku nízkeho prietoku prúdu, a toho, ako malé množstvo hluku môže ovplyvniť merania. Preto musia testeri aplikovať testovací signál na dlhšiu dobu, aby stabilizovali napätie alebo prúd, aby sa zabezpečili presné údaje. Zložitosť je aj počas krátkej izolácie, keď je zistený skrat na uzle s vysokou impedanciou, izolácia a identifikácia špecifických skratovaných uzlov môže byť zložitejší proces. Tento predĺžený čas testovania by mohol potenciálne brániť celkovej testovacej priepustnosti výrobnej linky, čo by predstavovalo problémy s efektívnosťou a rýchlosťou výroby.
Vylepšený krátky test, ktorý rieši výzvy spojené s testovaním vysokoimpedančných uzlov, pozostáva z dvoch fáz: fázy detekcie a fázy izolácie. Tento nový algoritmus, ktorý je špeciálne navrhnutý na zvýšenie účinnosti detekcie skratu pre vysokoimpedančné uzly, nie je použiteľný pre uzly s nízkou impedanciou alebo uzly so známymi skratmi.
Obrázok 1: Vysokoimpedančné uzly sú rozdelené do skupín pomocou binárneho ID a merané na odpor, aby sa skontrolovali skraty.
Zvážte scenár, v ktorom doska obsahuje 100 vysokoimpedančných uzlov. V tomto prípade bude mať každý uzol 7-bitovú dĺžku identifikátora. Implementáciou vylepšeného krátkeho testu bol proces testovania výrazne zjednodušený, pričom na dokončenie testu bolo potrebných iba sedem opakovaní namiesto 100. V dôsledku toho toto zníženie počtu opakovaní efektívne minimalizuje celkové trvanie testu.
Ak sa počas izolačnej fázy zistí skrat, vylepšená metóda krátkeho testu využíva techniku rozdelenia na polovicu na určenie špecifických uzlov, v ktorých došlo k neočakávanému skratu, podľa štandardného algoritmu. Kľúčový rozdiel však spočíva v postupnosti: Skratované uzly sú spočiatku identifikované z jednej skupiny a následne z druhej, čím sa optimalizuje efektívnosť procesu identifikácie.
Superkondenzátory, často označované ako SuperCaps, sú typom kondenzátorov, ktoré sa vyznačujú vysokou kapacitou v rozsahu od 1 farad do 100 farad. Kondenzátory sú vo všeobecnosti elektrochemické zariadenia určené na ukladanie energie vo forme elektrostatickej energie.
Výnimočná kapacita akumulácie energie superkondenzátorov ich robí obzvlášť cennými v mnohých aplikáciách, ako je podpora elektrických a hybridných vozidiel (EV/HEV) a plug-in hybridných elektrických vozidiel (PHEV). Používajú sa na funkcie stop-štart, rýchle zrýchlenie a regeneračné brzdenie.
Okrem svojich automobilových aplikácií slúžia superkondenzátory ako sekundárny zdroj energie, ktorý poskytuje núdzové záložné napájanie kritickým systémom v prípade zlyhania alebo počas spúšťacích procedúr. Okrem toho zohrávajú kľúčovú úlohu pri udržiavaní stabilných úrovní napätia v elektrickom systéme vozidla, čím zvyšujú kvalitu energie. Táto stabilita zabezpečuje, že citlivé elektronické komponenty dostávajú konzistentné a spoľahlivé napájanie, čo prispieva k celkovej spoľahlivosti a výkonu systému.
Preto je nevyhnutné nabíjať, testovať a vybíjať superkondenzátory s presnosťou.
Obrázok 2: Testovacie pripojenie SuperCap
Zvodové a spánkové prúdy zohrávajú kľúčovú úlohu pri výkone rôznych zariadení vrátane mobilných zariadení, zdravotníckych zariadení a automobilových jednotiek. Tieto prúdy sú obzvlášť významnými indikátormi spotreby energie zariadenia a poskytujú prehľad o tom, ako dlho vydrží batéria fungovať pred potrebou dobitia alebo výmeny.
V automobilových aplikáciách sú riadiace jednotky motora (ECU) príkladom dôležitosti riadenia zvodových a spánkových prúdov. ECU dohliada na kritické funkcie v rámci prevádzky motora, ako je klimatizácia, riadenie airbagov a protiblokovacie brzdové systémy. Neefektívne zaobchádzanie s týmito prúdmi v rámci ECU môže viesť k zbytočnému vybíjaniu batérie, čo vedie k skráteniu životnosti batérie a potenciálnym elektrickým poruchám.
Okrem problémov s účinnosťou predstavujú zvodové prúdy tiež významné bezpečnostné riziko. Poruchy vyvolané týmito prúdmi môžu spôsobiť, že bezpečnostné obvody v rámci ECU sa budú správať nepredvídateľne, čo môže viesť k nebezpečným situáciám. Napríklad nesprávne fungujúce bezpečnostné systémy môžu viesť k zlyhaniu aktivácie airbagov počas kolízie. Vzhľadom na tieto potenciálne riziká sú nevyhnutné dôkladné merania nízkeho prúdu.
Dosiahnutie komplexného testovania PCBA s vysokou hustotou vyžaduje, aby boli testovacie body umiestnené na každom elektrickom uzle v celom obvode, čo umožňuje testeru v obvode vykonať dôkladné testy komponentov a pripojenia. Prispôsobenie testovacích bodov na všetky elektrické uzly v husto zabalenom PCBA je však nepraktické. Toto obmedzenie prideľovania testovacích bodov vedie k zníženiu pokrytia testom pre PCBA s vysokou hustotou.
Dá sa to vyriešiť zavedením automatizovaného vytvárania klastrov a vytvárania testov pre tieto klastre. Automatizovaná funkcia vypočíta ekvivalentnú impedanciu pasívneho analógového klastra a porovná ju s výsledkami meraní. Následne vytvorenie komplexného plánu testov na mieru pre meranie komponentov klastra na husto uložených PCBA. To výrazne znižuje inžinierske úsilie potrebné na manuálnu identifikáciu klastrov a generovanie testov.
Obrázok 3: Typy zariadení a ktoré zariadenia sú akceptované na test klastra.
Vylepšený algoritmus klastrového testovania je predstavený v obvodovom testeri s vysokou hustotou a predstavuje automatizované riešenie na vytváranie spoľahlivých klastrov pasívnych zariadení a generovanie testovacích plánov. Využitie výkonu algoritmu z rozšírenej knižnice klastrov (ACL) zaisťuje efektívne vytváranie klastrov. Nasledujúce fázy zahŕňajú prísne overovanie hardvérových požiadaviek, čo prispieva k identifikácii spoľahlivých klastrov na testovacie účely. Zefektívnením procesu môžu testy efektívne vykonávať aj začínajúci testovací inžinieri. Tento pokrok má potenciál pre zákazníkov, aby si užili vyššiu presnosť testovania, rýchlejšie vykonávanie testov a zvýšenú spoľahlivosť vo svojich výrobných procesoch, a to všetko vďaka automatizovanému algoritmu klastrového testovania.
Na riešenie dnešných výziev testovania PCBA je nevyhnutné znížiť počet iterácií a následne skrátiť trvanie testovania potrebné pre PCBA s vysokou hustotou. Umožnením rýchlejších testovacích časov a prepracovaním testovacieho pokrytia budú výrobcovia schopní prekonať zložitosť.
Zdroj: EE Times
