Αποτελεσματικές στρατηγικές για τη δοκιμή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης PCB

Οι σχεδιαστές συχνά βρίσκονται αμφισβητούνται από μη λειτουργικές πλακέτες κυκλωμάτων, ακόμη και μετά από επίπονη συναρμολόγηση.Η υπέρβαση αυτού του εμποδίου απαιτεί κάτι περισσότερο από απλά να δείχνει τα δάχτυλα σε δυσλειτουργικά εξαρτήματα.Απαιτεί μια βαθιά κατάδυση στην κατανόηση του βασικού προβλήματος στο χέρι.Η επιτυχής πλοήγηση σε αυτό το τοπίο εξαρτάται από τη συστηματική δοκιμή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με ακριβώς τη σωστή συγκυρία για τη διατήρηση των πόρων και την παρακμή της εξάντλησης.Μια ορμητική μέθοδος μπορεί να αναπαράγει ελαττωματικές αντιλήψεις, καθιστώντας απαραίτητες τις στρατηγικές δοκιμών.Αυτός ο λόγος θα εμβαθύνει σε ποικίλες τεχνικές που βελτιώνουν τη διαδικασία δοκιμών, επιβάλλοντας τόσο την αποτελεσματικότητα όσο και την ακρίβεια.

Κατάλογος

Προσδιορισμός του χρόνου για δοκιμή στοιχείων ηλεκτρονικών ειδών

Η βιομηχανία ηλεκτρονικών είναι γνωστή επειδή είναι εξαιρετικά επικίνδυνο, ένα χαρακτηριστικό που επηρεάζει βαθιά την έμφαση στη διασφάλιση της ποιότητας.Αυτό οδηγεί σε μια ολοκληρωμένη σειρά δοκιμών που πρέπει να υπομείνουν τα στοιχεία για να επαληθεύσουν τόσο την αξιοπιστία όσο και την απόδοσή τους.Αυτές οι αυστηρές αξιολογήσεις περιλαμβάνουν όχι μόνο τους κατασκευαστές ημιαγωγών αλλά και εκείνους που παράγουν παθητικά συστατικά, συνιστούν μαζί την πλειονότητα των στοιχείων εντός σχεδίων τυποποιημένων κυκλωμάτων.

Εικόνα 1: Semiconductor Wafer με ICS που υποβάλλονται σε δοκιμές

Παρά το γεγονός ότι τα συστατικά συνήθως υποβάλλονται σε εκτεταμένες δοκιμές προτού ενσωματωθούν σε ένα συγκρότημα τυπωμένου κυκλώματος (PCBA), ορισμένες περιστάσεις απαιτούν πρόσθετες δοκιμές.Αυτές οι περιπτώσεις ενδέχεται να περιλαμβάνουν εκτεταμένες αξιολογήσεις αξιοπιστίας ή περίπλοκες δοκιμές εντοπισμού σφαλμάτων, εξυπηρετώντας τον εντοπισμό ελαττωματικών εξαρτημάτων και την αποκάλυψη πιθανών ζητημάτων εντός των συγκροτημάτων.Σε τέτοια σενάρια, οι μηχανικοί ενδέχεται να διερευνήσουν τις απαραίτητες τροποποιήσεις σχεδιασμού για να διατηρήσουν ένα ανώτερο επίπεδο αξιοπιστίας, αντανακλώντας την προτίμηση της βιομηχανίας για άψογη ποιότητα και ελαχιστοποιώντας τους επιχειρησιακούς κινδύνους.

Κατά τη διάρκεια της κατασκευής

Οι εφαρμογές υψηλής αξιοπιστίας, όπως τα συστήματα αεροδιαστημικής και αυτοκινητοβιομηχανίας, συχνά υποβάλλονται σε πρόσθετες δοκιμές σύμφωνα με αυστηρά πρότυπα ασφάλειας και βιομηχανίας για να εξασφαλίσουν άψογη απόδοση.Η περίπλοκη αλληλεπίδραση των ανθρώπινων συναισθημάτων, όπως το άγχος και η υπερηφάνεια, οδηγεί τη σχολαστική φύση αυτών των δοκιμών.Ορισμένες από αυτές τις δοκιμές περιλαμβάνουν:

- Θερμική κύκληση και δοκιμή θερμικού σοκ: Αυτές οι δοκιμές εκθέτουν τα υλικά σε ακραίες μεταβολές της θερμοκρασίας, προκαλώντας μια αίσθηση αντοχής παρόμοια με την ανθρώπινη ανθεκτικότητα.

- Δοκιμές HALT/HASS: Αυτές οι δοκιμές ωθούν τα εξαρτήματα στα λειτουργικά τους όρια, αντικατοπτρίζοντας την αναζήτηση ενός ατόμου για την αριστεία και τα όρια του ανθρώπινου δυναμικού.

- Δοκιμές καύσης: Αυτή η παρατεταμένη διαδικασία δοκιμής βοηθά στον εντοπισμό πρώιμων αποτυχιών, αντανακλώντας την υπομονή που απαιτείται για την καλλιέργεια και τη δοκιμή της ανθρώπινης δύναμης με την πάροδο του χρόνου.

- Μηχανική δοκιμή σοκ: Σχεδιασμένο για να αξιολογήσει την ανθεκτικότητα του συστήματος, θυμίζει τις απρόβλεπτες jolts της ζωής που πρέπει να αντέχει.

Αυτές οι δοκιμές σε επίπεδο συστήματος έχουν σχεδιαστεί για να εντοπίζουν αποτυχημένα PCBAs ή μεμονωμένα εξαρτήματα, οπότε ο κατασκευαστής μπορεί να συστήσει μικρές αλλαγές στο σχεδιασμό.Για λόγους κόστους-αποτελεσματικότητας, αυτή η αυστηρή δοκιμή χρησιμοποιείται συνήθως μόνο στην παραγωγή μεγάλου όγκου και δεν εκτελείται συνήθως κατά τη διάρκεια της φάσης πρωτοτύπων.Οι μεμονωμένοι σχεδιαστές συχνά υποχρεούνται να εκτελούν χειροκίνητες δοκιμές κατά τη διάρκεια της αναφοράς του σκάφους.

Δοκιμές κατά τη διάρκεια του εντοπισμού σφαλμάτων και του συμβουλίου

Η εμφάνιση του σκάφους συχνά φέρνει ένα μείγμα πρόβλεψης και άγχους, ειδικά όταν υπάρχει μια υποψήφια υποψία μιας δυσλειτουργίας συστατικών.Κατά την πλοήγηση μέσα από τις αρχικές εργασίες εντοπισμού σφαλμάτων σε ένα πρόσφατα συναρμολογημένο συμβούλιο, μπορεί κανείς να εντοπίσει ένα ζήτημα πίσω σε ένα στοιχείο που φαίνεται να είναι ο ένοχος.Σε αυτό το στάδιο, το πολύμετρο γίνεται ένα ανεκτίμητο εργαλείο για τη λήψη μετρήσεων αντίστασης και για τον έλεγχο των διαδρομών τάσης σε όλο το σκάφος.Παρ 'όλα αυτά, το ερώτημα παραμένει: Μόλις ένα πιθανό σφάλμα εντοπιστεί σε ένα συγκεκριμένο στοιχείο, πώς μπορεί να δοκιμαστεί αποτελεσματικά;

Αφαίρεση των συγκολλημένων εξαρτημάτων

Σε σενάρια όπου το στοιχείο δεν είναι εγκατεστημένο σε μια υποδοχή, αλλά συγκολλείται απευθείας στον πίνακα, πρέπει να αποσυνδεθεί για ακριβείς δοκιμές.Οι άμεσες δοκιμές που βασίζονται σε ανιχνευτές είναι ανέφικτες εάν το στοιχείο εξακολουθεί να συγκολλείται στο διοικητικό συμβούλιο.

Τα εξαρτήματα που χρειάζονται αφαίρεση για δοκιμές:

- Παθά

- τρανζίστορ

- ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα (π.χ. ρελέ)

- Συνδέτες

- Απλά κυκλώματα λογικής

Δεδομένου ότι αυτά τα συστατικά αλληλοσυνδέονται με άλλα χαρακτηριστικά του σκάφους, η σωστή συμπεριφορά τους μπορεί να αξιολογηθεί μόνο μετά την αφαίρεση.Μετά την αποσύνθεση, αυτά τα εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα δοκιμαστικό εξάρτημα SMD ή σε ένα breadboard και να ελεγχθούν για τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες μέσω ενός ειδικού κυκλώματος δοκιμής ή συστήματος ανίχνευσης.

Εικόνα 2: Ορισμένες δοκιμές επί του σκάφους ενός PCBA μπορούν να πραγματοποιηθούν με πολύμετρο

Δοκιμές επί του σκάφους με πολύμετρο

Ορισμένες δοκιμές PCBA μπορούν να διεξαχθούν χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο, αν και υπάρχουν περιορισμοί.

Ευαισθησίες που εμπλέκονται στην απομάκρυνση των εξαρτημάτων

Η ευαίσθητη φύση των συστατικών απεριόρισης αξίζει προσεκτικά την προσοχή.Μόλις αφαιρεθεί, η επανεξέταση ενός στοιχείου, ειδικά αν πρόκειται για ένα μικροσκοπικό μέρος όπως ένα παθητικό 0402, μπορεί να παρουσιάσει προκλήσεις.Η υπολειμματική συγκόλληση μπορεί να παραμείνει, ενδεχομένως δημιουργώντας γέφυρες μεταξύ των μαξιλαριών.Για τα εξαρτήματα με BGA με λεπτό ψύξη, η ομοιόμορφη θέρμανση με ένα όπλο θερμότητας είναι απαραίτητο για να εξασφαλιστεί καθαρή αφαίρεση χωρίς ζημιά.Δυστυχώς, εάν το αφαιρεμένο στοιχείο αποδειχθεί λειτουργικό, η επανεξέταση μπορεί να προκαλέσει σημαντικές δυσκολίες.

Σκέψεις πριν από την απομάκρυνση των εξαρτημάτων

Εδώ είναι ζωτικά σημεία για να αναλογιστούν πριν από την εξόρυξη εξαρτημάτων για δοκιμή:

- Η πιθανή ανάγκη αντικατάστασης του σκάφους εάν αποτύχει η επανεξέταση.

- Έλεγχος του δελτίου δεδομένων του στοιχείου για συγκριτικά γραφήματα που ευθυγραμμίζονται με τις μετρήσεις δοκιμών.

Η εξέταση χειροκίνητης εξάρτησης και οι δοκιμές υπογραμμίζουν τη σημασία της ζύγισης των κινδύνων και της αναφοράς γραφημάτων δεδομένων για ακριβή διαγνωστικά.

Μέθοδοι για την αξιολόγηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε συναρμολογημένες σανίδες

Οπτική επιθεώρηση

Διεξάγετε διεξοδική εξέταση του διοικητικού συμβουλίου, παρατηρώντας στενά για τυχόν ενδείξεις κατεστραμμένων στοιχείων.Δώστε προσοχή σε IC που παρουσιάζουν σημάδια αποχρωματισμού ή λιωμένων περιβλήματος, τα οποία μπορεί να απαιτήσουν τη χρήση ενός μεγεθυντικού φακού ή μικροσκοπίου για να διακρίνουν.Αυτό το βήμα εμπλέκει την ανθρώπινη ώθηση να αναζητήσει ατέλειες και να εξασφαλίσει ότι όλα φαίνονται άθικτα και άκαμπτα.

Αξιολόγηση ισχύος

Μόλις τροφοδοτηθεί η πλακέτα, χρησιμοποιήστε ένα βολτόμετρο για να μετρήσετε την τάση που ρέει στα εξαρτήματα.Αυτή η πράξη όχι μόνο εκπληρώνει την έμφυτη περιέργεια μας σχετικά με τη λειτουργία του διοικητικού συμβουλίου, αλλά αντιμετωπίζει επίσης τυχόν ζητήματα ανεπαρκούς κατανομής ενέργειας.Ανατρέξτε στα αποτυπώματα PCB για τα εξαρτήματά σας για να επαληθεύσετε ότι επιθεωρούνται οι σωστές ακίδες.

Αξιολόγηση διανομής ισχύος

Πέρα από τη μέτρηση της ισχύος στα εξαρτήματα, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να αξιολογήσετε την τάση σε διάφορα σημεία μέσα στο δέντρο ισχύος σας.Μετρήστε σε σχέση με το σωστό σημείο εδάφους για να διατηρηθεί η ακρίβεια και η ασφάλεια, ικανοποιώντας την επιθυμία για πληρότητα και ακρίβεια.

Διπολική ανάλυση τρανζίστορ

Με ένα βολτόμετρο, αξιολογήστε την ενσωματωμένη τάση των BJTs στον πίνακα, τοποθετώντας το μετρητή τόσο στον συλλέκτη όσο και στον πομπό.Τα τυπικά μικρά τρανζίστορ θα μετρήσουν περίπου 100 mV.Αυτό το βήμα απευθύνεται στην πειθαρχημένη μας προσέγγιση για την αποκάλυψη των αποχρώσεων των τεχνικών επιδόσεων.

Πρόσθετες εκτιμήσεις

Συνήθως, τα σημεία 4.2 και 4.3 επαληθεύονται κατά τη διάρκεια των δοκιμών εντός κυκλώματος, οι οποίες μπορούν να ρυθμιστούν με έναν κατασκευαστή.Παρόλο που υπάρχουν δαπάνες προγραμματισμού, η διεξαγωγή αυτών των δοκιμών μπορεί να είναι πιο οικονομικά λογική εάν παράγει περιορισμένη παρτίδα ή πρωτότυπα.Οι πιο προηγμένες εξετάσεις όπως η ακεραιότητα σήματος ή οι λογικές δοκιμές απαιτούν εξειδικευμένο εξοπλισμό, όχι πανταχού παρούσα διαθέσιμη σε όλους τους κατασκευαστές PCB.Καθώς μεταβαίνετε ένα πρωτότυπο στη μαζική παραγωγή, παραμένετε επίγνωση των αναγκαιών δοκιμών καθώς συνεργάζεστε με τον κατασκευαστή σας για να ξεκινήσετε την παραγωγή.

Εικόνα 3: Οι δοκιμές in-line ανιχνεύουν πάνω από το 95% των ελαττωμάτων που απαιτούν επανεξέταση στην κατασκευή