Quan điểm: 0 Tác giả: Jun Balangue Publish Time: 2024-07-08 Nguồn gốc: EE Times
Sự phức tạp của lắp ráp bảng mạch in (PCBA) đang phát triển và do đó, cần phải thử nghiệm để đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và chức năng trên sàn sản xuất điện tử.
Khi chúng tôi tiếp tục vượt qua ranh giới của những gì có thể với các thiết bị điện tử, nhu cầu về các hệ thống điện tử có hiệu suất cao và đáng tin cậy tiếp tục phát triển. Do đó, sự phức tạp của lắp ráp bảng mạch in (PCBA) đang phát triển và do đó, cần phải thử nghiệm để đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và chức năng trên sàn sản xuất điện tử.
Khi tiến bộ công nghệ tiến về phía trước, đã có một sự thay đổi đáng kể trong mong muốn các thiết bị nhỏ gọn và phức tạp. Điều này đã gây ra sự tiến hóa đáng kể trong thiết kế PCBA, được đặc trưng bởi hai phát triển chính:
Thu nhỏ thiết bị, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với mọi thứ nhỏ hơn và nhanh hơn. Do đó, các nhà thiết kế đang tích cực tăng chức năng của PCBA, do đó làm tăng số lượng các thành phần yêu cầu truy cập thử nghiệm.
Có một khối lượng lớn PCBA, và trong khi sự gia tăng truy cập kiểm tra là không thể tránh khỏi, sự tăng trưởng khối lượng này đã tạo ra một nút cổ chai trong các hệ thống kiểm tra trong mạch (CNTT-TT).
Giải quyết những thách thức này có nghĩa là công nghệ tận dụng có thể chứa nhiều nút thử nghiệm hơn. Điều này cuối cùng có nghĩa là tăng công suất và cho phép xử lý các bảng lớn hơn.
Một bài kiểm tra ngắn là một bài kiểm tra không có tiêu chuẩn được thực hiện trong CNTT -TT. Thử nghiệm này kiểm tra quần short không mong muốn giữa các thành phần trên PCBA. Bài kiểm tra ngắn cũng giúp bảo vệ bảng khỏi bị hư hại trong giai đoạn thử nghiệm được cấp nguồn tiếp theo. Khi công nghệ phát triển, tỷ lệ lưu hành của các nút tăng cường cao đã tăng lên, được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về chất lượng tín hiệu, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và chức năng cải thiện.
Tuy nhiên, thời gian thử nghiệm ngắn cho nút tăng cường cao dài hơn đáng kể. Trung bình, phải mất ba lần để kiểm tra một nút có khả năng kháng cáo cao so với nút áp dụng thấp. Sự khác biệt này trong thử nghiệm phát sinh do các đặc điểm duy nhất của các nút kháng cáo cao, đòi hỏi thời gian ổn định lâu hơn do dòng điện thấp và mức độ nhỏ của nhiễu có thể ảnh hưởng đến các phép đo. Do đó, người thử nghiệm phải áp dụng tín hiệu thử nghiệm trong một thời gian dài để ổn định điện áp hoặc dòng điện để đảm bảo số đọc chính xác. Ngoài ra còn có sự phức tạp trong quá trình cô lập ngắn khi phát hiện một đoạn ngắn trên một nút kháng cáo cao, cách ly và xác định các nút bị ngắn cụ thể có thể là một quá trình phức tạp hơn. Thời gian thử nghiệm mở rộng này có khả năng cản trở thông lượng thử nghiệm tổng thể của dòng sản xuất, đặt ra những thách thức đối với hiệu quả và tốc độ sản xuất.
Giải quyết các thách thức liên quan đến thử nghiệm các nút tăng cường cao, thử nghiệm ngắn được nâng cao bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn phát hiện và pha cô lập. Được thiết kế đặc biệt để tăng cường hiệu quả của việc phát hiện ngắn cho các nút có hiệu quả cao, thuật toán mới này không áp dụng cho các nút hoặc nút có khả năng thấp với quần short đã biết.
Hình 1: Các nút kháng cáo cao được chia thành các nhóm bằng ID nhị phân và được đo để có điện trở để kiểm tra quần short.
Hãy xem xét một kịch bản trong đó một bảng chứa 100 nút kháng cáo cao. Trong trường hợp này, mỗi nút sẽ có độ dài định danh 7 bit. Thông qua việc thực hiện thử nghiệm ngắn nâng cao, quá trình thử nghiệm được sắp xếp hợp lý đáng kể, chỉ yêu cầu bảy lần lặp phải hoàn thành bài kiểm tra thay vì 100. Do đó, việc giảm số lần lặp này giảm thiểu hiệu quả thời gian thử nghiệm tổng thể.
Trong giai đoạn cách ly, nếu phát hiện một ngắn mạch, phương pháp kiểm tra ngắn nâng cao sử dụng kỹ thuật giảm một nửa để xác định các nút cụ thể nơi xảy ra ngắn không mong muốn, phản ánh thuật toán tiêu chuẩn. Tuy nhiên, một sự khác biệt chính nằm trong chuỗi: các nút bị ngắn ban đầu được xác định từ một nhóm và sau đó từ nhóm kia, tối ưu hóa hiệu quả của quá trình nhận dạng.
Supercapacitor, thường được gọi là Supercaps, là một loại tụ điện được đặc trưng bởi điện dung cao của chúng, từ 1 Farad đến 100 Farad. Các tụ điện, nói chung, là các thiết bị điện hóa được thiết kế để lưu trữ năng lượng dưới dạng năng lượng tĩnh điện.
Khả năng lưu trữ năng lượng đặc biệt của các siêu tụ điện làm cho chúng đặc biệt có giá trị trong một số ứng dụng, chẳng hạn như hỗ trợ xe điện và xe hybrid (EV/HEV) và xe điện lai (PHEVS). Chúng được sử dụng cho chức năng dừng khởi động, tăng tốc nhanh và hoạt động phanh tái tạo.
Ngoài các ứng dụng ô tô của họ, các siêu tụ điện còn lại như một nguồn năng lượng thứ cấp, cung cấp sức mạnh dự phòng khẩn cấp cho các hệ thống quan trọng trong trường hợp thất bại hoặc trong các thủ tục khởi động. Hơn nữa, họ đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì mức điện áp ổn định trong hệ thống điện của xe, do đó nâng cao chất lượng năng lượng. Tính ổn định này đảm bảo rằng các thành phần điện tử nhạy cảm nhận được nguồn cung cấp năng lượng nhất quán và đáng tin cậy, góp phần vào độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống.
Do đó, điều cần thiết là phải sạc, kiểm tra và xả siêu tụ điện với độ chính xác.
Hình 2: Kết nối kiểm tra SuperCap
Dòng rò rỉ và ngủ đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện các thiết bị khác nhau, bao gồm các thiết bị di động, thiết bị y tế và các đơn vị ô tô. Những dòng điện này là các chỉ số đặc biệt quan trọng về mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị, cung cấp cái nhìn sâu sắc về thời gian pin có thể duy trì hoạt động trước khi yêu cầu sạc hoặc thay thế.
Trong các ứng dụng ô tô, các đơn vị điều khiển động cơ (ECU) minh họa tầm quan trọng của việc quản lý dòng rò và ngủ. ECU giám sát các chức năng quan trọng trong hoạt động của động cơ, chẳng hạn như kiểm soát khí hậu, quản lý túi khí và hệ thống phanh chống bó cứng. Việc xử lý không hiệu quả các dòng điện này trong ECU có thể dẫn đến việc thoát pin không cần thiết, dẫn đến thời lượng pin rút ngắn và các trục trặc điện tiềm năng.
Ngoài những lo ngại về hiệu quả, dòng rò rỉ cũng gây ra rủi ro an toàn đáng kể. Các trục trặc gây ra bởi các dòng điện này có thể khiến các mạch quan trọng an toàn trong ECU để hành xử không thể đoán trước, có khả năng dẫn đến các tình huống nguy hiểm. Ví dụ, các hệ thống an toàn bị trục trặc có thể dẫn đến việc không triển khai túi khí trong quá trình va chạm. Xem xét những rủi ro tiềm ẩn này, các phép đo dòng điện thấp tỉ mỉ là bắt buộc.
Đạt được thử nghiệm toàn diện về PCBA mật độ cao yêu cầu các điểm kiểm tra được định vị trên mọi nút điện trong toàn bộ mạch, cho phép người kiểm tra trong mạch để thực hiện các thử nghiệm kết nối và thành phần kỹ lưỡng. Tuy nhiên, việc cung cấp các điểm kiểm tra trên tất cả các nút điện trong PCBA dày đặc là không thực tế. Giới hạn này trong phân bổ điểm kiểm tra dẫn đến giảm độ bao phủ thử nghiệm đối với PCBA mật độ cao.
Điều này có thể được giải quyết bằng cách giới thiệu sự hình thành cụm tự động và tạo thử nghiệm cho các cụm này. Một tính năng tự động tính toán trở kháng tương đương của cụm tương tự thụ động và so sánh nó với kết quả đo. Sau đó, tạo ra một kế hoạch thử nghiệm toàn diện được thiết kế để đo các thành phần cụm trên các PCBA được đóng gói dày đặc. Điều này làm giảm đáng kể nỗ lực kỹ thuật cần thiết để xác định thủ công các cụm và tạo các thử nghiệm.
Hình 3: Các loại thiết bị và thiết bị nào được chấp nhận để kiểm tra cụm.
Thuật toán thử nghiệm cụm nâng cao được giới thiệu trong trình kiểm tra trong mạch mật độ cao và trình bày một giải pháp tự động để tạo ra các cụm thiết bị thụ động đáng tin cậy và tạo kế hoạch thử nghiệm. Tận dụng sức mạnh của một thuật toán từ Thư viện cụm nâng cao (ACL) đảm bảo hình thành cụm hiệu quả. Các giai đoạn tiếp theo liên quan đến xác thực yêu cầu phần cứng nghiêm ngặt, góp phần xác định các cụm đáng tin cậy cho mục đích thử nghiệm. Bằng cách hợp lý hóa quy trình, ngay cả các kỹ sư kiểm tra mới làm quen cũng có thể thực hiện các bài kiểm tra một cách hiệu quả. Sự tiến bộ này có khả năng khách hàng tận hưởng độ chính xác kiểm tra được cải thiện, thực hiện thử nghiệm nhanh hơn và độ tin cậy nâng cao trong các quy trình sản xuất của họ, tất cả đều được tạo điều kiện bởi thuật toán kiểm tra cụm tự động.
Để giải quyết các thách thức thử nghiệm PCBA ngày nay, điều cần thiết là giảm số lần lặp, do đó giảm thời gian thử nghiệm cần thiết cho các PCBA mật độ cao. Bằng cách cho phép thời gian thử nghiệm nhanh hơn và tái hiện phạm vi kiểm tra, các nhà sản xuất sẽ có thể vượt qua sự phức tạp.
Nguồn từ: EE Times
