Görünümler: 0 Yazar: Jun Balangue Yayın zamanı: 2024-07-08 Köken: EE Times
Basılı devre kartı montajının (PCBA) karmaşıklığı artmaktadır ve elektronik üretim zeminde kalite, güvenilirlik ve işlevselliği sağlamak için test ihtiyacı da artmaktadır.
Elektroniklerle mümkün olanın sınırlarını zorlamaya devam ederken, güvenilir ve yüksek performanslı elektronik sistemlere olan talep artmaya devam ediyor. Sonuç olarak, baskılı devre kartı montajının (PCBA) karmaşıklığı artmaktadır ve elektronik üretim zeminde kalite, güvenilirlik ve işlevselliği sağlamak için test ihtiyacı da artmaktadır.
Teknolojik ilerleme ilerledikçe, kompakt ve karmaşık olarak tasarlanmış cihazlar arzusunda önemli bir değişiklik olmuştur. Bu, PCBA tasarımında iki temel gelişme ile karakterize edilen önemli bir evrime yol açtı:
Cihaz minyatürleştirmesi, her şey için artan talebe yanıt olarak daha küçük ve daha hızlı. Sonuç olarak, tasarımcılar PCBA'nın işlevselliğini aktif olarak artırıyor, böylece test erişimi gerektiren bileşen sayısını artırıyor.
Yüksek miktarda PCBA vardır ve test erişimindeki artış kaçınılmaz olmakla birlikte, bu hacim büyümesi devre içi test (BİT) sistemlerinde bir darboğaz yaratmıştır.
Bu zorlukların ele alınması, daha fazla test düğümünü barındırabilecek teknolojilerden yararlanmak anlamına gelir. Bu sonuçta kapasiteyi arttırmak ve daha büyük panellerin işlenmesine izin vermek anlamına gelir.
Kısa bir test, BİT sırasında yapılan standart bir güçsüz testtir. Bu test, bir PCBA'daki bileşenler arasındaki istenmeyen şortları kontrol eder. Kısa test ayrıca, sonraki güçlü testler aşamasında kartın hasardan korunmasına yardımcı olur. Teknoloji geliştikçe, yüksek empedanslı düğümlerin prevalansı, sinyal kalitesi, daha düşük güç tüketimi ve iyileştirilmiş işlevsellik için artan talep nedeniyle artmaktadır.
Bununla birlikte, yüksek empedans düğümü için kısa test süresi oldukça uzundur. Ortalama olarak, düşük empedanslı bir düğüme kıyasla yüksek empedanslı bir düğümü test etmek üç kat daha uzun sürer. Testteki bu tutarsızlık, düşük akım akışı nedeniyle daha uzun stabilizasyon süresi gerektiren ve az miktarda gürültünün ölçümleri nasıl etkileyebileceği yüksek empedanslı düğümlerin benzersiz özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, test uzmanları, doğru okumaları sağlamak için voltajı veya akımı stabilize etmek için test sinyalini uzun süre uygulamalıdır. Kısa izolasyon sırasında, yüksek empedanslı bir düğümde kısa bir kısa tespit edildiğinde karmaşıklık da vardır, belirli kısa süreli düğümlerin izole edilmesi ve tanımlanması daha karmaşık bir işlem olabilir. Bu genişletilmiş test süresi, üretim hattının genel test verimini engelleyerek verimlilik ve üretim hızında zorluklar yaratabilir.
Yüksek empedanslı düğümlerin test edilmesiyle ilgili zorlukların ele alınması, gelişmiş kısa test iki aşamadan oluşur: bir algılama aşaması ve bir izolasyon aşaması. Yüksek empedanslı düğümler için kısa algılamanın verimliliğini arttırmak için özel olarak tasarlanan bu yeni algoritma, düşük empedanslı düğümler veya bilinen şortları olan düğümler için geçerli değildir.
Şekil 1: Yüksek empedanslı düğümler, ikili kimlik kullanılarak gruplara ayrılır ve şortu kontrol etmek için direnç için ölçülür.
Bir kartın 100 yüksek empedanslı düğüm içerdiği bir senaryo düşünün. Bu durumda, her düğüm 7 bit tanımlayıcı uzunluğuna sahip olacaktır. Geliştirilmiş kısa testin uygulanması yoluyla, test işlemi önemli ölçüde kolaylaştırılmıştır, bu da testi 100 yerine testi tamamlamak için sadece yedi yineleme gerektirir. Sonuç olarak, yineleme sayısındaki bu azalma genel test süresini etkili bir şekilde en aza indirir.
İzolasyon aşaması sırasında, bir kısa devre tespit edilirse, gelişmiş kısa test yöntemi, beklenmedik kısa sürenin meydana geldiği spesifik düğümleri tespit etmek için yarıya tekniği kullanır ve standart algoritmayı yansıtır. Bununla birlikte, bir anahtar ayrım sırada yatmaktadır: kısa düğümler başlangıçta bir gruptan ve daha sonra diğerinden tanımlanır ve tanımlama sürecinin verimliliğini optimize eder.
Genellikle süper kapaklar olarak adlandırılan süper kapasitörler, 1 Farad ile 100 farads arasında değişen yüksek kapasitansları ile karakterize bir tür kapasitördür. Kapasitörler, genel olarak, enerjiyi elektrostatik enerji şeklinde depolamak için tasarlanmış elektrokimyasal cihazlardır.
Süper kapasitörlerin olağanüstü enerji depolama kapasitesi, onları elektrik ve hibrid araçları (EVS/HEV'ler) ve plug-in hibrid elektrikli araçları (PHEV'ler) destekleme gibi bir dizi uygulamada özellikle değerli kılar. Stop-start işlevselliği, hızlı ivme ve rejeneratif fren işlemleri için kullanılırlar.
Otomotiv uygulamalarına ek olarak, süper kapasitörler, bir arıza durumunda veya başlangıç prosedürleri sırasında kritik sistemlere acil yedekleme gücü sağlayan ikincil bir güç kaynağı olarak hizmet eder. Ayrıca, bir aracın elektrik sistemi içinde sabit voltaj seviyelerinin korunmasında önemli bir rol oynarlar, böylece güç kalitesini artırırlar. Bu istikrar, hassas elektronik bileşenlerin, genel sistem güvenilirliğine ve performansa katkıda bulunarak tutarlı ve güvenilir bir güç kaynağı almasını sağlar.
Bu nedenle süper kapasitörleri hassasiyetle şarj etmek, test etmek ve boşaltmak önemlidir.
Şekil 2: Supercap testi bağlantısı
Sızıntı ve uyku akımları, mobil cihazlar, tıbbi ekipmanlar ve otomotiv birimleri de dahil olmak üzere çeşitli cihazların performansında önemli bir rol oynar. Bu akımlar, bir cihazın enerji tüketiminin özellikle önemli göstergeleridir, bu da pilin şarj veya değiştirme gerektirmeden önce çalışmayı ne kadar sürdürebileceği konusunda fikir verir.
Otomotiv uygulamalarında, motor kontrol birimleri (ECU'lar) sızıntı ve uyku akımlarını yönetmenin önemini örneklendirir. ECU'lar, bir motorun çalışmasında iklim kontrolü, hava yastığı yönetimi ve kilit önleyici fren sistemleri gibi kritik işlevleri denetler. Bu akımların ECU'lar içindeki verimsiz kullanımı, pil üzerinde gereksiz bir drenaja neden olabilir, bu da kısaltılmış pil ömrüne ve potansiyel elektrik arızalarına yol açar.
Verimlilik endişelerinin ötesinde, sızıntı akımları da önemli bir güvenlik riski oluşturmaktadır. Bu akımların neden olduğu arızalar, ECU'lar içindeki güvenlik açısından kritik devrelerin öngörülemez davranmasına, potansiyel olarak tehlikeli durumlara neden olabilir. Örneğin, arızalı güvenlik sistemleri, bir çarpışma sırasında hava yastıklarının dağıtılmamasına yol açabilir. Bu potansiyel riskler göz önüne alındığında, titiz düşük akım ölçümleri zorunludur.
Yüksek yoğunluklu bir PCBA'nın kapsamlı bir şekilde test edilmesi, devre boyunca her elektrik düğümüne konumlandırılmasını ve devre içi test cihazının kapsamlı bileşen ve bağlantı testleri gerçekleştirmesine izin vermesini gerektirir. Bununla birlikte, yoğun paketlenmiş bir PCBA içindeki tüm elektrik düğümlerinde test noktalarını barındırmak pratik değildir. Test noktası tahsisindeki bu sınırlama, yüksek yoğunluklu bir PCBA için test kapsamında bir azalmaya yol açar.
Bu, bu kümeler için otomatik küme oluşumu ve test üretimi getirilerek ele alınabilir. Otomatik bir özellik, pasif analog kümenin eşdeğer empedansını hesaplar ve ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırır. Daha sonra, yoğun paketlenmiş PCBA'larda küme bileşenlerini ölçmek için uyarlanmış kapsamlı bir test planı oluşturulur. Bu, kümeleri manuel olarak tanımlamak ve testler oluşturmak için gereken mühendislik çabasını önemli ölçüde azaltır.
Şekil 3: Küme testi için hangi cihaz türleri ve hangi cihazların kabul edildiğini.
Geliştirilmiş küme testi algoritması, yüksek yoğunluklu devre içi test cihazında tanıtılır 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 oluşumu sağlar. Sonraki aşamalar, test amacıyla güvenilir kümelerin tanımlanmasına katkıda bulunan katı donanım gereksinimi doğrulamasını içerir. Süreci kolaylaştırarak, acemi test mühendisleri bile testleri etkili bir şekilde yürütebilir. Bu ilerleme, müşterilerin tüm otomatik küme test algoritması tarafından kolaylaştırılan, daha iyi test hassasiyeti, daha hızlı test yürütme ve üretim süreçlerinde gelişmiş güvenilirliğin tadını çıkarma potansiyeline sahiptir.
Bugünün PCBA test zorluklarını ele almak için, yineleme sayısını azaltmak, sonuç olarak yüksek yoğunluklu PCBA'lar için gereken test süresini azaltmak önemlidir. Daha hızlı test süreleri sağlayarak ve test kapsamını yeniden tasarlayarak, üreticiler karmaşıklıkların üstesinden gelebileceklerdir.
Kaynak: EE Times
