Görüntüleme: 0 Yazar: Jun Balangue Yayınlanma Zamanı: 2024-07-08 Menşei: EE Times
Baskılı devre kartı montajının (PCBA) karmaşıklığı artıyor ve elektronik üretim alanında kalite, güvenilirlik ve işlevsellik sağlamak için testlere duyulan ihtiyaç da artıyor.
Biz elektronikle mümkün olanın sınırlarını zorlamaya devam ettikçe, güvenilir ve yüksek performanslı elektronik sistemlere olan talep de artmaya devam ediyor. Sonuç olarak, baskılı devre kartı montajının (PCBA) karmaşıklığı artıyor ve elektronik üretim alanında kalite, güvenilirlik ve işlevsellik sağlamak için testlere duyulan ihtiyaç da artıyor.
Teknolojik ilerleme ilerledikçe kompakt ve karmaşık tasarımlı cihazlara olan istekte önemli bir değişiklik oldu. Bu, PCBA tasarımında iki önemli gelişmeyle karakterize edilen önemli bir evrimi ateşledi:
Her şeyin daha küçük ve daha hızlı olmasına yönelik artan talebe yanıt olarak cihazın minyatürleştirilmesi. Sonuç olarak tasarımcılar PCBA'nın işlevselliğini aktif olarak artırıyor ve böylece test erişimi gerektiren bileşenlerin sayısını artırıyor.
Yüksek miktarda PCBA var ve test erişimindeki artış kaçınılmaz olsa da bu hacim artışı devre içi test (BİT) sistemlerinde bir darboğaz yarattı.
Bu zorlukların üstesinden gelmek, daha fazla test düğümünü barındırabilecek teknolojiden yararlanmak anlamına gelir. Bu sonuçta kapasitenin artırılması ve daha büyük panellerin işlenmesine izin verilmesi anlamına gelir.
Kısa test, BİT sırasında gerçekleştirilen standart, güçsüz bir testtir. Bu test, PCBA üzerindeki bileşenler arasında istenmeyen kısa devreleri kontrol eder. Kısa test aynı zamanda kartın sonraki güçlü testler aşamasında hasardan korunmasına da yardımcı olur. Teknoloji geliştikçe, sinyal kalitesine, daha düşük güç tüketimine ve geliştirilmiş işlevselliğe yönelik artan talebin etkisiyle yüksek empedanslı düğümlerin yaygınlığı artıyor.
Ancak yüksek empedanslı düğüm için kısa test süresi oldukça uzundur. Ortalama olarak, yüksek empedanslı bir düğümü test etmek, düşük empedanslı bir düğüme kıyasla üç kat daha uzun sürer. Testlerdeki bu tutarsızlık, düşük akım akışı nedeniyle daha uzun stabilizasyon süresi gerektiren yüksek empedanslı düğümlerin benzersiz özelliklerinden ve küçük miktardaki gürültünün ölçümleri ne kadar etkileyebileceğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, test uzmanlarının doğru okumalar sağlamak amacıyla voltajı veya akımı dengelemek için test sinyalini uzun bir süre uygulaması gerekir. Yüksek empedanslı bir düğümde kısa devre tespit edildiğinde kısa izolasyon sırasında da karmaşıklık vardır; kısa devre yapan belirli düğümlerin izole edilmesi ve tanımlanması daha karmaşık bir süreç olabilir. Bu uzatılmış test süresi, potansiyel olarak üretim hattının genel test verimini engelleyebilir, verimlilik ve üretim hızı açısından zorluklar oluşturabilir.
Yüksek empedanslı düğümlerin test edilmesiyle ilgili zorlukların üstesinden gelen geliştirilmiş kısa test, iki aşamadan oluşur: bir algılama aşaması ve bir izolasyon aşaması. Yüksek empedanslı düğümler için kısa devre algılama verimliliğini artırmak üzere özel olarak tasarlanan bu yeni algoritma, düşük empedanslı düğümlere veya bilinen kısa devrelere sahip düğümlere uygulanamaz.
Şekil 1: Yüksek empedanslı düğümler, ikili kimlik kullanılarak gruplara ayrılır ve kısa devreleri kontrol etmek için direnç açısından ölçülür.
Bir kartın 100 yüksek empedanslı düğüm içerdiği bir senaryoyu düşünün. Bu durumda her düğümün 7 bitlik bir tanımlayıcı uzunluğu olacaktır. Geliştirilmiş kısa testin uygulanmasıyla test süreci önemli ölçüde kolaylaştırıldı ve testi tamamlamak için 100 yerine yalnızca yedi yineleme gerekti. Sonuç olarak yineleme sayısındaki bu azalma, genel test süresini etkili bir şekilde en aza indirdi.
İzolasyon aşamasında, bir kısa devre tespit edilirse, geliştirilmiş kısa test yöntemi, standart algoritmayı yansıtarak, beklenmeyen kısa devrenin meydana geldiği belirli düğümleri belirlemek için yarıya indirme tekniğini kullanır. Bununla birlikte, sıralamada önemli bir ayrım vardır: Kısa devre yapan düğümler başlangıçta bir gruptan ve daha sonra diğer gruptan tanımlanır, böylece tanımlama sürecinin verimliliği optimize edilir.
Genellikle SuperCaps olarak adlandırılan süper kapasitörler, 1 farad ila 100 farad arasında değişen yüksek kapasitanslarıyla karakterize edilen bir kapasitör türüdür. Kondansatörler genel olarak enerjiyi elektrostatik enerji biçiminde depolamak için tasarlanmış elektrokimyasal cihazlardır.
Süper kapasitörlerin olağanüstü enerji depolama kapasitesi, onları elektrikli ve hibrit araçların (EV'ler/HEV'ler) ve fişli hibrit elektrikli araçların (PHEV'ler) desteklenmesi gibi bir dizi uygulamada özellikle değerli kılmaktadır. Dur-kalk işlevselliği, hızlı hızlanma ve rejeneratif frenleme işlemleri için kullanılırlar.
Süper kapasitörler, otomotiv uygulamalarına ek olarak, bir arıza durumunda veya başlatma prosedürleri sırasında kritik sistemlere acil yedek güç sağlayan ikincil bir güç kaynağı olarak da görev yapar. Dahası, bir aracın elektrik sistemindeki sabit voltaj seviyelerinin korunmasında önemli bir rol oynarlar ve böylece güç kalitesini artırırlar. Bu kararlılık, hassas elektronik bileşenlerin tutarlı ve güvenilir bir güç kaynağı almasını sağlayarak genel sistem güvenilirliğine ve performansına katkıda bulunur.
Bu nedenle süper kapasitörlerin hassas bir şekilde şarj edilmesi, test edilmesi ve boşaltılması önemlidir.
Şekil 2: SuperCap test bağlantısı
Sızıntı ve uyku akımları, mobil cihazlar, tıbbi ekipmanlar ve otomotiv üniteleri dahil olmak üzere çeşitli cihazların performansında önemli bir rol oynamaktadır. Bu akımlar, bir cihazın enerji tüketiminin özellikle önemli göstergeleridir ve pilin, yeniden şarj edilmeye veya değiştirilmeye gerek kalmadan ne kadar süre çalışmayı sürdürebileceğine ilişkin bilgiler sağlar.
Otomotiv uygulamalarında motor kontrol üniteleri (ECU'lar), sızıntı ve uyku akımlarını yönetmenin önemini göstermektedir. ECU'lar, klima kontrolü, hava yastığı yönetimi ve kilitlenmeyi önleyici fren sistemleri gibi motorun çalışmasıyla ilgili kritik işlevleri denetler. ECU'larda bu akımların verimsiz kullanımı, pilin gereksiz yere tükenmesine neden olabilir, bu da pil ömrünün kısalmasına ve potansiyel elektrik arızalarına yol açabilir.
Verimlilik endişelerinin ötesinde, kaçak akımlar da önemli bir güvenlik riski oluşturmaktadır. Bu akımların neden olduğu arızalar, ECU'lar içindeki güvenlik açısından kritik devrelerin öngörülemeyen şekilde davranmasına neden olabilir ve potansiyel olarak tehlikeli durumlarla sonuçlanabilir. Örneğin güvenlik sistemlerinin arızalanması, çarpışma sırasında hava yastıklarının açılmamasına neden olabilir. Bu potansiyel riskler göz önüne alındığında, düşük akım ölçümlerinin dikkatli yapılması zorunludur.
Yüksek yoğunluklu bir PCBA'nın kapsamlı testinin gerçekleştirilmesi, devre boyunca her elektrik düğümünde test noktalarının konumlandırılmasını gerektirir; bu da devre içi test cihazının kapsamlı bileşen ve bağlantı testleri yapmasına olanak tanır. Bununla birlikte, yoğun şekilde paketlenmiş bir PCBA içindeki tüm elektrik düğümlerinde test noktalarının barındırılması pratik değildir. Test noktası tahsisindeki bu sınırlama, yüksek yoğunluklu PCBA için test kapsamında bir azalmaya yol açar.
Bu sorun, bu kümeler için otomatik küme oluşumu ve test oluşturmanın tanıtılmasıyla çözülebilir. Otomatik bir özellik, pasif analog kümenin eşdeğer empedansını hesaplar ve bunu ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırır. Ardından, yoğun şekilde paketlenmiş PCBA'lardaki küme bileşenlerinin ölçümü için özel olarak tasarlanmış kapsamlı bir test planının oluşturulması. Bu, kümeleri manuel olarak tanımlamak ve testler oluşturmak için gereken mühendislik çabasını önemli ölçüde azaltır.
Şekil 3: Cihaz türleri ve küme testi için hangi cihazların kabul edildiği.
Gelişmiş küme testi algoritması, yüksek yoğunluklu devre içi test cihazına dahil edilir ve güvenilir pasif cihaz kümeleri oluşturmak ve test planları oluşturmak için otomatik bir çözüm sunar. Gelişmiş küme kitaplığından (ACL) bir algoritmanın gücünden yararlanmak, verimli küme oluşumunu sağlar. Sonraki aşamalar, test amacıyla güvenilir kümelerin belirlenmesine katkıda bulunan sıkı donanım gereksinimi doğrulamasını içerir. Süreci kolaylaştırarak acemi test mühendisleri bile testleri etkili bir şekilde yürütebilir. Bu gelişme, müşterilerin üretim süreçlerinde gelişmiş test hassasiyetinden, daha hızlı test yürütmesinden ve gelişmiş güvenilirliğinden faydalanma potansiyelini barındırıyor; bunların tümü otomatik küme testi algoritması tarafından kolaylaştırılıyor.
Günümüzün PCBA testi zorluklarının üstesinden gelmek için yineleme sayısını azaltmak, dolayısıyla yüksek yoğunluklu PCBA'lar için gereken test süresini kısaltmak önemlidir. Üreticiler, daha hızlı test süreleri sağlayarak ve test kapsamını yeniden tasarlayarak karmaşıklıkların üstesinden gelebilecektir.
Kaynak: EE Times
