المجموعات

معدات الاختبار الأوتوماتيكية ATE Primer

معدات الاختبار الأوتوماتيكية ATE Primer

تعد معدات الاختبار الأوتوماتيكية ATE جزءًا حيويًا من مشهد اختبار الإلكترونيات اليوم. تتيح معدات الاختبار الأوتوماتيكية اختبار لوحة الدوائر المطبوعة ، ويتم إجراء اختبار المعدات بسرعة كبيرة - أسرع بكثير مما لو تم إجراؤه يدويًا. نظرًا لأن وقت فريق الإنتاج يشكل عنصرًا رئيسيًا في تكلفة الإنتاج الإجمالية لأحد بنود المعدات الإلكترونية ، فمن الضروري تقليل أوقات الإنتاج قدر الإمكان. يمكن تحقيق ذلك باستخدام ATE ، معدات الاختبار الأوتوماتيكية.

قد تكون معدات الاختبار الأوتوماتيكية باهظة الثمن ، وبالتالي من الضروري التأكد من استخدام الفلسفة الصحيحة والنوع أو الأنواع الصحيحة من معدات الاختبار الأوتوماتيكية. فقط من خلال تطبيق استخدام معدات الاختبار الأوتوماتيكية بشكل صحيح يمكن تحقيق أقصى الفوائد.

هناك مجموعة متنوعة من الأساليب المختلفة التي يمكن استخدامها لمعدات الاختبار الأوتوماتيكية. كل نوع له مميزاته وعيوبه ، ويمكن استخدامه بشكل كبير في ظروف معينة. عند اختيار أنظمة ATE ، من الضروري فهم الأنواع المختلفة للأنظمة والقدرة على تطبيقها بشكل صحيح.

أنواع أنظمة الاختبار الآلي ATE

هناك مجموعة متنوعة جيدة من أنواع أنظمة ATE التي يمكن استخدامها. عندما يقتربون من اختبار الإلكترونيات بطرق مختلفة قليلاً ، فإنهم يتناسبون عادةً مع المراحل المختلفة في دورة اختبار الإنتاج. الأشكال الأكثر استخدامًا من ATE ، معدات الاختبار الأوتوماتيكية المستخدمة اليوم مذكورة أدناه:

  • أنظمة فحص ثنائي الفينيل متعدد الكلور: يعتبر فحص ثنائي الفينيل متعدد الكلور عنصرًا أساسيًا في أي عملية إنتاج وهو مهم بشكل خاص حيث يتم تضمين آلات الانتقاء والوضع. تم استخدام الفحص اليدوي منذ سنوات عديدة ، ولكنه كان دائمًا غير موثوق به وغير متسق. الآن مع لوحات الدوائر المطبوعة التي تعتبر الفحص اليدوي الأكثر تعقيدًا إلى حد كبير ليس خيارًا قابلاً للتطبيق. وفقًا لذلك ، يتم استخدام الأنظمة الآلية:
    • AOI ، الفحص البصري التلقائي: يستخدم على نطاق واسع في العديد من بيئات التصنيع. إنه في الأساس شكل من أشكال التفتيش ، ولكن يتم تحقيقه تلقائيًا. يوفر هذا درجة أكبر بكثير من التكرار والسرعة بالمقارنة مع الفحص اليدوي. AOI ، الفحص البصري التلقائي ، يكون مفيدًا بشكل خاص عند وضعه في نهاية خط إنتاج ألواح ملحومة. هنا يمكنه تحديد مشاكل الإنتاج بسرعة بما في ذلك عيوب اللحام وكذلك ما إذا كانت المكونات الصحيحة والمجهزة وأيضًا ما إذا كان اتجاهها صحيحًا. نظرًا لأن أنظمة AOI تقع عمومًا مباشرة بعد عملية لحام PCB ، يمكن حل أي مشاكل في عملية اللحام بسرعة وقبل أن يتأثر عدد كبير جدًا من لوحات الدوائر المطبوعة.

      يستغرق الفحص البصري التلقائي لـ AOI وقتًا للإعداد ولجعل معدات الاختبار تتعلم اللوحة. بمجرد ضبطه ، يمكنه معالجة الألواح بسرعة وسهولة. إنه مثالي للإنتاج بكميات كبيرة. على الرغم من أن مستوى التدخل اليدوي منخفض ، إلا أن الإعداد بشكل صحيح يستغرق وقتًا ، وهناك استثمار كبير في نظام الاختبار نفسه.

    • الفحص الآلي بالأشعة السينية ، AXI: يتشابه الفحص الآلي بأشعة X-Ray مع AOI. ولكن مع ظهور حزم BGA ، كان من الضروري أن تكون قادرًا على استخدام شكل من أشكال الفحص الذي يمكنه عرض العناصر غير المرئية بصريًا. الفحص الآلي بأشعة X-Ray ، يمكن لأنظمة AXI البحث في حزم IC وفحص وصلات اللحام الموجودة أسفل العبوة لتقييم وصلات اللحام.
  • تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في اختبار الدائرة: اختبار داخل الدائرة ، تكنولوجيا المعلومات والاتصالات هي شكل من أشكال ATE التي تم استخدامها لسنوات عديدة وهي شكل فعال بشكل خاص لاختبار لوحة الدوائر المطبوعة. لا تنظر تقنية الاختبار هذه فقط في الدوائر القصيرة والدوائر المفتوحة وقيم المكونات ، ولكنها تتحقق أيضًا من تشغيل الدوائر المتكاملة.

    على الرغم من أن تقنية المعلومات والاتصالات في اختبار الدائرة تعتبر أداة قوية للغاية ، إلا أنها محدودة هذه الأيام بسبب عدم الوصول إلى اللوحات نتيجة الكثافة العالية للمسارات والمكونات في معظم التصميمات. يجب وضع دبابيس ملامسة العقد بدقة شديدة في ضوء النغمات الدقيقة جدًا وقد لا تكون دائمًا على اتصال جيد. في ضوء هذا والعدد المتزايد من العقد الموجودة في العديد من اللوحات اليوم ، يتم استخدامها أقل من السنوات السابقة ، على الرغم من أنها لا تزال تستخدم على نطاق واسع.

    محلل عيوب التصنيع ، MDA هو شكل آخر من أشكال اختبار لوحة الدوائر المطبوعة وهو فعال شكل مبسط من تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من اختبار لوحة الدوائر المطبوعة يختبر فقط عيوب التصنيع بالنظر إلى الدوائر القصيرة والدوائر المفتوحة والنظر في بعض قيم المكونات. ونتيجة لذلك ، فإن تكلفة أنظمة الاختبار هذه أقل بكثير من تكلفة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الكاملة ، ولكن تغطية الأعطال أقل.

  • اختبار مسح الحدود JTAG: فحص الحدود هو شكل من أشكال الاختبار ظهر في المقدمة في السنوات الأخيرة. يُعرف أيضًا باسم JTAG ، أو Joint Test Action Group ، أو وفقًا لمعيار IEEE 1149.1 ، يوفر مسح الحدود مزايا مهمة مقارنة بأشكال الاختبار التقليدية ، وبالتالي أصبح أحد الأدوات الرئيسية في الاختبار التلقائي.

    كان السبب الرئيسي وراء تطوير اختبار مسح الحدود هو التغلب على مشاكل عدم الوصول إلى اللوحات والدوائر المتكاملة للاختبار. يتغلب مسح الحدود على هذا من خلال وجود سجلات مسح حدودية محددة في دوائر متكاملة كبيرة. مع ضبط اللوحة على وضع مسح الحدود ، يتم تمرير البيانات في سجلات البيانات التسلسلية في الدوائر المتكاملة. تتيح الاستجابة وبالتالي تمرير البيانات من سلسلة البيانات التسلسلية للمختبر اكتشاف أي فشل. نتيجة لقدرته على اختبار اللوحات وحتى الدوائر المتكاملة مع وصول محدود للغاية للاختبار المادي ، أصبح Boundary Scan / JTAG مستخدمًا على نطاق واسع جدًا.

  • الاختبار الوظيفي: يمكن اعتبار الاختبار الوظيفي أي شكل من أشكال اختبار الإلكترونيات الذي يمارس وظيفة الدائرة. هناك عدد من الأساليب المختلفة التي يمكن اعتمادها اعتمادًا على نوع الدائرة (RF ، الرقمية ، التناظرية ، إلخ) ، ودرجة الاختبار المطلوبة. النهج الرئيسية موضحة أدناه:
    • معدات الاختبار الأوتوماتيكية الوظيفية ، FATE: يشير هذا المصطلح عادةً إلى معدات الاختبار الأوتوماتيكية الكبيرة الوظيفية الموجودة في وحدة تحكم مصممة خصيصًا. تُستخدم أنظمة معدات الاختبار الأوتوماتيكية هذه عمومًا لاختبار اللوحات الرقمية ولكن في هذه الأيام لا يتم استخدام أجهزة الاختبار الكبيرة هذه على نطاق واسع. لا يمكن استيعاب السرعات المتزايدة التي تعمل بها العديد من اللوحات في هذه الأيام في أجهزة الاختبار هذه حيث يمكن أن تؤدي الخيوط بين اللوحة قيد الاختبار وقياس المختبِر أو نقطة التحفيز إلى سعات كبيرة تؤدي إلى إبطاء معدل التشغيل. بالإضافة إلى هذه التركيبات باهظة الثمن مثل تطوير البرنامج. على الرغم من هذه العيوب ، لا يزال من الممكن استخدام أجهزة الاختبار هذه في المناطق التي تكون فيها أحجام الإنتاج عالية والسرعات غير عالية بشكل خاص تستخدم بشكل عام لاختبار اللوحات الرقمية.
    • معدات اختبار الرف والمكدس باستخدام GPIB: إحدى الطرق التي يمكن بها اختبار الألواح أو الوحدات نفسها هي استخدام مجموعة من معدات الاختبار التي يتم التحكم فيها عن بُعد.

      على الرغم من عمرها ، لا تزال العديد من عناصر معدات الاختبار المثبتة على الرف أو مقاعد البدلاء تتمتع بقدرة GPIB. على الرغم من حقيقة أن GPIB بطيئة نسبيًا وأنها موجودة منذ أكثر من 30 عامًا ، إلا أنها لا تزال تستخدم على نطاق واسع لأنها توفر طريقة اختبار مرنة للغاية. العيب الرئيسي لـ GPIB هو سرعته وتكلفة كتابة البرامج على الرغم من أنه يمكن استخدام حزم تنفيذية للاختبار مثل LabView للمساعدة في إنشاء البرنامج وتنفيذه في بيئة الاختبار. يمكن أن تكون التركيبات أو واجهات الاختبار باهظة الثمن أيضًا.

    • معدات الاختبار القائمة على الهيكل أو الرف: تتمثل إحدى العوائق الرئيسية لنهج معدات الاختبار الأوتوماتيكي للرف والمكدس GPIB في أنها تشغل مساحة كبيرة ، وتقتصر سرعة التشغيل على سرعة GPIB. للتغلب على هذه المشكلات ، تم تطوير مجموعة متنوعة من المعايير للأنظمة الموجودة داخل الهيكل.
    على الرغم من وجود مجموعة متنوعة من مناهج معدات الاختبار الأوتوماتيكية ATE التي يمكن استخدامها ، إلا أن هذه بعض الأنظمة الأكثر شيوعًا المستخدمة. يمكنهم جميعًا استخدام برنامج إدارة الاختبار مثل LabView للمساعدة في إجراء الاختبارات الفردية. يتيح ذلك تسهيلات مثل ترتيب الاختبارات وجمع النتائج والمطبوعات وكذلك تسجيل النتائج ، إلخ
  • الاختبار التوافقي: لا توجد طريقة اختبار واحدة قادرة على توفير حل كامل هذه الأيام. للمساعدة في التغلب على أنظمة معدات الاختبار الأوتوماتيكية المتنوعة من ATE ، تتضمن مجموعة متنوعة من أساليب الاختبار. تُستخدم أجهزة الاختبار التوافقية هذه عمومًا لاختبار لوحة الدوائر المطبوعة. من خلال القيام بذلك ، يكون اختبار الإلكترونيات الفردي قادرًا على الحصول على مستوى وصول أكبر بكثير لاختبار لوحة الدوائر المطبوعة ، وتكون تغطية الاختبار أعلى بكثير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمختبِر التوافقي إجراء مجموعة متنوعة من أنواع الاختبارات المختلفة دون الحاجة إلى نقل اللوحة من مختبِر إلى آخر. وبهذه الطريقة ، قد تتضمن مجموعة واحدة من الاختبارات اختبارًا داخل الدائرة بالإضافة إلى بعض الاختبارات الوظيفية ثم بعض اختبارات مسح حدود JTAG.

لكل نوع من فلسفة الاختبار التلقائي نقاط قوته ، وبالتالي من الضروري اختيار النوع الصحيح لنهج الاختبار للاختبار المتصور.

من خلال الاستفادة من جميع تقنيات الاختبار المختلفة بشكل مناسب ، يمكن استخدام معدات الاختبار الأوتوماتيكية ATE لتحقيق أقصى فائدة لها. سيمكن ذلك من تنفيذ الاختبارات بسرعة ، مع توفير مستوى عالٍ من التغطية. يمكن استخدام تقنيات الفحص بما في ذلك فحص AOI و X-ray جنبًا إلى جنب مع الاختبار داخل الدائرة واختبار JTAG للمسح الضوئي للحدود. يمكن أيضًا استخدام الاختبار الوظيفي. في حين أنه من الممكن استخدام أنواع مختلفة من الاختبارات ، فمن الضروري التأكد من عدم المبالغة في اختبار المنتجات لأن هذا يضيع الوقت. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام فحص AOI أو فحص الأشعة السينية ، فقد لا يكون من المناسب استخدام الاختبار داخل الدائرة. يجب أيضًا مراعاة مكان اختبار مسح حدود JTAG. بهذه الطريقة يمكن تحديد استراتيجية الاختبار الأكثر فعالية.


شاهد الفيديو: تقدير البعد عن الدوار الصغير-والكبير وكيفيه الدخول وتحديد المسار المناسب (شهر نوفمبر 2021).