Visningar: 0 Författare: Jun Balangue Publiceringstid: 2024-07-08 Ursprung: EE Times
Komplexiteten i kretskortsmontering (PCBA) växer och detsamma gäller behovet av testning för att säkerställa kvalitet, tillförlitlighet och funktionalitet på det elektroniska tillverkningsgolvet.
När vi fortsätter att tänja på gränserna för vad som är möjligt med elektronik, fortsätter efterfrågan på pålitliga och högpresterande elektroniska system att växa. Som ett resultat av detta ökar komplexiteten i kretskortsmontering (PCBA) och så ökar behovet av testning för att säkerställa kvalitet, tillförlitlighet och funktionalitet på det elektroniska tillverkningsgolvet.
Allt eftersom tekniska framsteg går framåt har det skett en betydande förändring i önskemålet om kompakta och intrikat designade enheter. Detta har utlöst en betydande utveckling inom PCBA-design, kännetecknad av två nyckelutvecklingar:
Enhetsminiatyrisering, som svar på den växande efterfrågan på allt mindre och snabbare. Som ett resultat ökar konstruktörer aktivt funktionaliteten hos PCBA, och ökar därmed antalet komponenter som kräver teståtkomst.
Det finns en hög volym av PCBA, och även om ökningen av teståtkomst är oundviklig, har denna volymtillväxt skapat en flaskhals i in-circuit test-system (ICT).
Att ta itu med dessa utmaningar innebär att utnyttja teknik som kan ta emot fler testnoder. Detta innebär i slutändan att öka kapaciteten och möjliggöra bearbetning av större paneler.
Ett kort test är ett standardtest utan ström som utförs under ICT. Detta test kontrollerar oönskade kortslutningar mellan komponenter på en PCBA. Det korta testet hjälper också till att skydda kortet från skador i den efterföljande motordrivna testfasen. I takt med att tekniken utvecklas har förekomsten av högimpedansnoder ökat, drivet av den växande efterfrågan på signalkvalitet, lägre strömförbrukning och förbättrad funktionalitet.
Den korta testtiden för noden med hög impedans är dock märkbart längre. I genomsnitt tar det tre gånger så lång tid att testa en högimpedansnod jämfört med en lågimpedansnod. Denna diskrepans i testning uppstår på grund av de unika egenskaperna hos högimpedansnoder, som kräver längre stabiliseringstid på grund av det låga strömflödet, och hur små mängder brus kan påverka mätningar. Därför måste testare applicera testsignalen under en längre period för att stabilisera spänningen eller strömmen för att säkerställa korrekta avläsningar. Det finns också komplexitet under kort isolering när en kortslutning detekteras på en högimpedansnod, isolering och identifiering av de specifika kortslutna noderna kan vara en mer komplex process. Denna förlängda testtid kan potentiellt hämma den övergripande testgenomströmningen av tillverkningslinjen, vilket innebär utmaningar för effektivitet och produktionshastighet.
För att ta itu med de utmaningar som är förknippade med att testa högimpedansnoder, består det förbättrade korta testet av två faser: en detektionsfas och en isoleringsfas. Speciellt utformad för att förbättra effektiviteten av kortdetektering för högimpedansnoder, den här nya algoritmen är inte tillämpbar på lågimpedansnoder eller noder med kända kortslutningar.
Figur 1: Högimpedansnoder bryts upp i grupper med det binära ID:t och mäts för motstånd för att kontrollera kortslutningar.
Tänk på ett scenario där ett kort innehåller 100 högimpedansnoder. I detta fall kommer varje nod att ha en 7-bitars identifierarlängd. Genom implementeringen av det förbättrade korta testet effektiviserades testprocessen avsevärt, och krävde endast sju iterationer för att slutföra testet istället för 100. Följaktligen minimerar denna minskning av antalet iterationer effektivt den totala testlängden.
Under isoleringsfasen, om en kortslutning detekteras, använder den förbättrade kortslutningsmetoden halveringstekniken för att lokalisera de specifika noder där den oväntade kortslutningen har inträffat, vilket speglar standardalgoritmen. En nyckelskillnad ligger emellertid i sekvensen: De kortslutna noderna identifieras initialt från en grupp och därefter från den andra, vilket optimerar effektiviteten i identifieringsprocessen.
Superkondensatorer, ofta kallade SuperCaps, är en typ av kondensatorer som kännetecknas av sin höga kapacitans, från 1 farad till 100 farad. Kondensatorer är i allmänhet elektrokemiska anordningar utformade för att lagra energi i form av elektrostatisk energi.
Den exceptionella energilagringskapaciteten hos superkondensatorer gör dem särskilt värdefulla i ett antal tillämpningar, såsom stöd för el- och hybridfordon (EV/HEV) och plug-in-hybrid-elfordon (PHEV). De används för stopp-start-funktionalitet, snabb acceleration och regenerativa bromsoperationer.
Utöver sina fordonstillämpningar fungerar superkondensatorer som en sekundär strömkälla, som tillhandahåller reservkraft till kritiska system i händelse av ett fel eller under uppstartsprocedurer. Dessutom spelar de en avgörande roll för att upprätthålla stabila spänningsnivåer i ett fordons elektriska system, och därigenom förbättra strömkvaliteten. Denna stabilitet säkerställer att känsliga elektroniska komponenter får en konsekvent och pålitlig strömförsörjning, vilket bidrar till systemets övergripande tillförlitlighet och prestanda.
Det är därför viktigt att ladda, testa och ladda ur superkondensatorer med precision.
Figur 2: SuperCap-testanslutning
Läckage- och sömnströmmar spelar en avgörande roll för prestanda hos olika enheter, inklusive mobila enheter, medicinsk utrustning och fordonsenheter. Dessa strömmar är särskilt viktiga indikatorer på en enhets energiförbrukning, och ger insikter om hur länge batteriet kan hålla i drift innan det behöver laddas eller bytas ut.
I biltillämpningar exemplifierar motorstyrenheter (ECU) vikten av att hantera läckage och viloströmmar. ECU:er övervakar kritiska funktioner inom en motors drift, såsom klimatkontroll, krockkuddehantering och låsningsfria bromssystem. Ineffektiv hantering av dessa strömmar inom ECU:er kan resultera i onödig förbrukning av batteriet, vilket leder till förkortad batterilivslängd och potentiella elektriska fel.
Utöver effektivitetsproblem utgör läckströmmar också en betydande säkerhetsrisk. Felfunktioner som induceras av dessa strömmar kan göra att säkerhetskritiska kretsar inom ECU:er beter sig oförutsägbart, vilket kan leda till farliga situationer. Till exempel kan felaktiga säkerhetssystem leda till att krockkuddar inte kan utlösas under en kollision. Med tanke på dessa potentiella risker är noggranna lågströmsmätningar absolut nödvändiga.
För att uppnå omfattande testning av en högdensitets-PCBA krävs att testpunkter placeras på varje elektrisk nod i hela kretsen, vilket gör att testaren i kretsen kan utföra grundliga komponent- och anslutningstester. Det är dock opraktiskt att ta emot testpunkter på alla elektriska noder inom en tätt packad PCBA. Denna begränsning i tilldelning av testpunkter leder till en minskning av testtäckningen för en PCBA med hög densitet.
Detta kan åtgärdas genom att införa automatisk klusterbildning och testgenerering för dessa kluster. En automatiserad funktion beräknar motsvarande impedans för det passiva analoga klustret och jämför den med mätresultat. Därefter skapade en omfattande testplan skräddarsydd för att mäta klusterkomponenter på tätt packade PCBA. Detta minskar avsevärt den tekniska ansträngning som krävs för att manuellt identifiera kluster och generera tester.
Figur 3: Typer av enheter och vilka enheter som accepteras för klustertest.
Den förbättrade klustertestalgoritmen introduceras i högdensitetstestaren i kretsloppet och presenterar en automatiserad lösning för att skapa pålitliga passiva enhetskluster och generera testplaner. Att utnyttja kraften i en algoritm från det avancerade klusterbiblioteket (ACL) säkerställer effektiv klusterbildning. Efterföljande steg involverar strikt validering av hårdvarukrav, vilket bidrar till att identifiera tillförlitliga kluster för teständamål. Genom att effektivisera processen kan även nybörjare testingenjörer effektivt utföra tester. Detta framsteg har potentialen för kunder att njuta av förbättrad testprecision, snabbare testexekvering och ökad tillförlitlighet i sina produktionsprocesser, allt underlättat av den automatiserade klustertestalgoritmen.
För att ta itu med dagens PCBA-testutmaningar är det viktigt att minska antalet iterationer, vilket följaktligen minskar testtiden som krävs för PCBA med hög densitet. Genom att möjliggöra snabbare testtider och omforma testtäckningen, kommer tillverkare att kunna övervinna komplexiteten.
Källa från: EE Times
