Ogledi: 0 Avtor: Jun Balangue Čas objave: 2024-07-08 Izvor: EE Times
Kompleksnost sestavljanja tiskanega vezja (PCBA) narašča in s tem tudi potreba po testiranju za zagotavljanje kakovosti, zanesljivosti in funkcionalnosti na področju elektronske proizvodnje.
Medtem ko še naprej premikamo meje možnega z elektroniko, povpraševanje po zanesljivih in visoko zmogljivih elektronskih sistemih še naprej raste. Posledično kompleksnost sestavljanja tiskanega vezja (PCBA) narašča in s tem tudi potreba po testiranju za zagotavljanje kakovosti, zanesljivosti in funkcionalnosti na področju elektronske proizvodnje.
Z napredovanjem tehnološkega napredka je prišlo do pomembne spremembe v želji po kompaktnih in zapleteno oblikovanih napravah. To je sprožilo pomemben razvoj v oblikovanju PCBA, za katerega sta značilna dva ključna razvoja:
Miniaturizacija naprav kot odgovor na naraščajoče povpraševanje po vsem, kar je manjše in hitrejše. Kot rezultat, oblikovalci aktivno povečujejo funkcionalnost PCBA in s tem povečujejo število komponent, ki zahtevajo testni dostop.
Obstaja velika količina PCBA in čeprav je povečanje testnega dostopa neizogibno, je ta rast količine ustvarila ozko grlo v sistemih za testiranje v vezju (ICT).
Reševanje teh izzivov pomeni uporabo tehnologije, ki lahko sprejme več testnih vozlišč. To na koncu pomeni povečanje zmogljivosti in omogočanje obdelave večjih plošč.
Kratek test je standardni test brez napajanja, ki se izvaja med IKT. Ta test preverja neželene kratke stike med komponentami na PCBA. Kratek preizkus tudi pomaga zaščititi ploščo pred poškodbami v nadaljnji fazi testiranja napajanja. Z razvojem tehnologije se povečuje razširjenost vozlišč z visoko impedanco, ki jih poganja naraščajoče povpraševanje po kakovosti signala, manjši porabi energije in izboljšani funkcionalnosti.
Vendar pa je kratko trajanje preskusa za vozlišče z visoko impedanco opazno daljše. V povprečju traja trikrat dlje, da se testira vozlišče z visoko impedanco v primerjavi z vozliščem z nizko impedanco. To neskladje pri preskušanju nastane zaradi edinstvenih značilnosti vozlišč z visoko impedanco, ki zahtevajo daljši čas stabilizacije zaradi nizkega pretoka toka, in zaradi tega, kako lahko majhne količine šuma vplivajo na meritve. Zato morajo preizkuševalci uporabljati preskusni signal za daljše obdobje, da stabilizirajo napetost ali tok in tako zagotovijo natančne odčitke. Zapletenost je tudi med kratkim stikom, ko je kratek stik zaznan na vozlišču z visoko impedanco, izolacija in prepoznavanje specifičnih kratkostaknjenih vozlišč je lahko bolj zapleten postopek. Ta podaljšan čas testiranja bi lahko potencialno oviral celotno prepustnost preskusa proizvodne linije, kar bi predstavljalo izzive za učinkovitost in hitrost proizvodnje.
Izboljšani kratki test, ki obravnava izzive, povezane s testiranjem visokoimpedančnih vozlišč, obsega dve fazi: fazo zaznavanja in fazo izolacije. Ta novi algoritem, posebej zasnovan za izboljšanje učinkovitosti zaznavanja kratkega stika za vozlišča z visoko impedanco, ni uporaben za vozlišča z nizko impedanco ali vozlišča z znanimi kratkimi stiki.
Slika 1: Vozlišča z visoko impedanco so razdeljena v skupine z uporabo binarnega ID-ja in izmerjena odpornost, da se preveri, ali so kratki.
Razmislite o scenariju, kjer plošča vsebuje 100 vozlišč z visoko impedanco. V tem primeru bo imelo vsako vozlišče 7-bitno dolžino identifikatorja. Z uvedbo izboljšanega kratkega testa je bil postopek testiranja znatno poenostavljen, saj je za dokončanje testa zahtevalo le sedem ponovitev namesto 100. Posledično to zmanjšanje števila ponovitev dejansko skrajša skupno trajanje testa.
Če med izolacijsko fazo zazna kratek stik, izboljšana metoda kratkega stika uporablja tehniko razpolovitve, da natančno določi specifična vozlišča, kjer je prišlo do nepričakovanega kratkega stika, kar zrcali standardni algoritem. Vendar je ključna razlika v zaporedju: vozlišča s kratkim stikom so najprej identificirana iz ene skupine in nato iz druge, kar optimizira učinkovitost postopka identifikacije.
Superkondenzatorji, pogosto imenovani tudi SuperCaps, so vrsta kondenzatorjev, za katere je značilna visoka kapacitivnost, ki sega od 1 do 100 faradov. Kondenzatorji so na splošno elektrokemične naprave, namenjene shranjevanju energije v obliki elektrostatične energije.
Zaradi izjemne zmogljivosti shranjevanja energije superkondenzatorjev so še posebej dragoceni v številnih aplikacijah, kot je podpora električnim in hibridnim vozilom (EV/HEV) ter priključnim hibridnim električnim vozilom (PHEV). Uporabljajo se za funkcijo stop-start, hitro pospeševanje in regenerativno zaviranje.
Poleg svojih avtomobilskih aplikacij superkondenzatorji služijo kot sekundarni vir energije, ki zagotavlja zasilno rezervno napajanje kritičnih sistemov v primeru okvare ali med postopki zagona. Poleg tega igrajo ključno vlogo pri vzdrževanju stabilnih ravni napetosti v električnem sistemu vozila in s tem izboljšajo kakovost električne energije. Ta stabilnost zagotavlja, da občutljive elektronske komponente prejmejo dosledno in zanesljivo napajanje, kar prispeva k splošni zanesljivosti in zmogljivosti sistema.
Zato je ključnega pomena natančno polnjenje, testiranje in praznjenje superkondenzatorjev.
Slika 2: Testna povezava SuperCap
Tokovi uhajanja in mirovanja igrajo ključno vlogo pri delovanju različnih naprav, vključno z mobilnimi napravami, medicinsko opremo in avtomobilskimi enotami. Ti tokovi so še posebej pomembni indikatorji porabe energije naprave, saj zagotavljajo vpogled v to, kako dolgo lahko baterija vzdržuje delovanje, preden jo je treba ponovno napolniti ali zamenjati.
V avtomobilskih aplikacijah krmilne enote motorja (ECU) ponazarjajo pomembnost upravljanja tokov uhajanja in mirovanja. ECU-ji nadzirajo kritične funkcije znotraj delovanja motorja, kot so klimatska naprava, upravljanje zračnih blazin in protiblokirni zavorni sistemi. Neučinkovito ravnanje s temi tokovi znotraj ECU-jev lahko povzroči nepotrebno praznjenje akumulatorja, kar vodi do skrajšane življenjske dobe akumulatorja in morebitnih električnih okvar.
Poleg skrbi glede učinkovitosti uhajajoči tokovi predstavljajo tudi veliko varnostno tveganje. Motnje v delovanju, ki jih povzročijo ti tokovi, lahko povzročijo, da se varnostno kritična vezja znotraj ECU-jev obnašajo nepredvidljivo, kar lahko povzroči nevarne situacije. Na primer, nepravilno delujoči varnostni sistemi lahko povzročijo, da se med trkom ne sprožijo zračne blazine. Glede na ta možna tveganja so natančne meritve nizkega toka nujne.
Doseganje celovitega testiranja PCBA z visoko gostoto zahteva, da so testne točke nameščene na vsakem električnem vozlišču v celotnem vezju, kar omogoča testerju v vezju, da izvede temeljite preskuse komponent in povezav. Vendar pa je prilagoditev preskusnih točk na vseh električnih vozliščih znotraj gosto zapakiranega PCBA nepraktična. Ta omejitev pri dodeljevanju testnih točk vodi do zmanjšanja testne pokritosti za PCBA z visoko gostoto.
To je mogoče odpraviti z uvedbo avtomatiziranega oblikovanja grozdov in generiranja testov za te grozde. Avtomatizirana funkcija izračuna ekvivalentno impedanco pasivne analogne gruče in jo primerja z rezultati meritev. Kasneje ustvarite celovit testni načrt, prilagojen za merjenje komponent gruče na gosto zapakiranih PCBA. To bistveno zmanjša inženirski napor, potreben za ročno prepoznavanje gruč in ustvarjanje testov.
Slika 3: Vrste naprav in katere naprave so sprejete za testiranje gruče.
Izboljšan algoritem testiranja gruč je uveden v preizkuševalnik z visoko gostoto v vezju in predstavlja avtomatizirano rešitev za ustvarjanje zanesljivih gruč pasivnih naprav in generiranje preskusnih načrtov. Izkoriščanje moči algoritma iz napredne knjižnice gruč (ACL) zagotavlja učinkovito oblikovanje gruč. Naslednje stopnje vključujejo strogo validacijo zahtev strojne opreme, kar prispeva k prepoznavanju zanesljivih gruč za namene testiranja. S poenostavitvijo procesa lahko celo testni inženirji začetniki učinkovito izvajajo teste. Ta napredek ima potencial za stranke, da uživajo v izboljšani natančnosti testiranja, hitrejšem izvajanju testov in izboljšani zanesljivosti v svojih proizvodnih procesih, kar vse olajša algoritem za avtomatizirano testiranje gruče.
Za obravnavo današnjih testnih izzivov PCBA je bistveno zmanjšati število iteracij, s čimer se skrajša trajanje testiranja, potrebno za PCBA z visoko gostoto. Z omogočanjem hitrejših preskusnih časov in preoblikovanjem pokritosti testov bodo proizvajalci lahko premagali zapletenosti.
Vir: EE Times
