אוספים

ציוד בדיקה אוטומטי ATE Primer

ציוד בדיקה אוטומטי ATE Primer

ציוד בדיקה אוטומטי של ATE הוא חלק חיוני בסצנת בדיקות האלקטרוניקה כיום. ציוד בדיקה אוטומטי מאפשר בדיקת מעגלים מודפסים, ובדיקת ציוד מבוצעת במהירות רבה - הרבה יותר מהר מאשר אם הייתה נעשית באופן ידני. מכיוון שזמן צוות ההפקה מהווה מרכיב עיקרי בעלות הייצור הכוללת של פריט ציוד אלקטרוניקה, יש צורך להפחית את זמני הייצור ככל האפשר. ניתן להשיג זאת באמצעות ציוד ATE, ציוד בדיקה אוטומטי.

ציוד בדיקה אוטומטי יכול להיות יקר, ולכן יש לוודא כי נעשה שימוש בפילוסופיה הנכונה ובסוג או סוגים נכונים של ציוד בדיקה אוטומטי. רק על ידי יישום נכון של ציוד בדיקה אוטומטי ניתן להשיג את היתרונות המרביים.

יש מגוון גישות שונות בהן ניתן להשתמש עבור ציוד בדיקה אוטומטי. לכל סוג יתרונות וחסרונות משלו, וניתן להשתמש בהם להשפעה רבה בנסיבות מסוימות. בבחירת מערכות ATE יש צורך להבין את סוגי המערכות השונות ולהיות מסוגל ליישם אותן בצורה נכונה.

סוגי מערכות בדיקה אוטומטיות של ATE

יש מגוון טוב של סוגים של מערכות ATE בהן ניתן להשתמש. כאשר הם ניגשים למבחני אלקטרוניקה בדרכים שונות במקצת, הם בדרך כלל מתאימים לשלבים שונים במחזור בדיקת הייצור. הצורות הנפוצות ביותר של ATE, ציוד בדיקה אוטומטי המשמשות כיום מפורטות להלן:

  • מערכות בדיקת PCB: בדיקת PCB הינה מרכיב מרכזי בכל תהליך ייצור וחשוב במיוחד כאשר מכונות הבחירה והמקום מעורבות. נעשה שימוש בבדיקה ידנית לפני שנים רבות, אך תמיד היה לא אמין ולא עקבי. עכשיו עם מעגלים מודפסים שהם בדיקה ידנית מסובכת הרבה יותר אינה אפשרות קיימא. בהתאם נעשה שימוש במערכות אוטומטיות:
    • AOI, בדיקה אופטית אוטומטית: נמצא בשימוש נרחב בסביבות ייצור רבות. זוהי למעשה סוג של בדיקה, אך מושגת באופן אוטומטי. זה מספק מידה הרבה יותר גבוהה של חוזרות ומהירות בהשוואה לבדיקה ידנית. AOI, בדיקה אופטית אוטומטית זה שימושי במיוחד כאשר הוא ממוקם בקצה קו המייצר לוחות מולחמים. כאן הוא יכול לאתר במהירות בעיות בייצור כולל פגמי הלחמה, כמו גם האם הרכיבים הנכונים והתאימים וגם אם כיוונם נכון. מאחר שמערכות AOI ממוקמות בדרך כלל מיד לאחר תהליך הלחמה של PCB, ניתן לפתור כל בעיה בתהליך הלחמה ולפני שיותר מדי מעגלים מודפסים מושפעים.

      לבדיקה אופטית אוטומטית של AOI לוקח זמן להתקין ולציוד הבדיקה ללמוד את הלוח. לאחר ההגדרה הוא יכול לעבד לוחות במהירות ובקלות. זה אידיאלי לייצור נפח גבוה. למרות שרמת ההתערבות הידנית נמוכה, לוקח זמן להתקין נכון, ויש השקעה משמעותית במערכת הבדיקה עצמה.

    • בדיקת רנטגן אוטומטית, AXI: לבדיקת רנטגן אוטומטית קווי דמיון רבים ל- AOI. עם זאת, עם הופעתן של חבילות BGA, היה צורך להיות מסוגל להשתמש בצורת בדיקה שיכולה להציג פריטים שאינם נראים אופטיים. בדיקת רנטגן אוטומטית, מערכות AXI יכולות להסתכל דרך חבילות IC ולבחון את מפרקי הלחמה שמתחת לחבילה כדי להעריך את מפרקי הלחמה.
  • בדיקת ICT במעגל: מבחן מעגל, ICT הוא סוג של ATE שנמצא בשימוש שנים רבות והוא סוג יעיל במיוחד של בדיקת מעגלים מודפסים. טכניקת בדיקה זו לא רק בוחנת מעגלים קצרים, מעגלים פתוחים, ערכי רכיבים, אלא היא גם בודקת את פעולתם של ICs.

    למרות שבמבחן המעגלים, ICT הוא כלי עוצמתי מאוד, הוא מוגבל בימינו בגלל חוסר גישה ללוחות כתוצאה מהצפיפות הגבוהה של רצועות ורכיבים ברוב העיצובים. סיכות למגע עם הצמתים צריכות להיות ממוקמות בצורה מדויקת מאוד לנוכח המגרשים העדינים ביותר ולא תמיד יכולות ליצור קשר טוב. לאור זאת ומספר הצמתים ההולך וגדל שנמצא בלוחות רבים כיום משתמשים בו פחות מאשר בשנים קודמות, אם כי הוא עדיין בשימוש נרחב.

    מנתח פגמים בייצור, מד"א הוא צורה נוספת של בדיקת מעגלים מודפסים והיא למעשה צורה פשוטה של ​​ICT. עם זאת צורה זו של בדיקת מעגלים מודפסים בודקת רק פגמי ייצור המתבוננים במעגלים קצרים, במעגלים פתוחים ובוחנים כמה ערכי רכיבים. כתוצאה מכך, עלות מערכות הבדיקה הללו נמוכה בהרבה מזו של תקשוב מלא, אך כיסוי התקלה פחות.

  • בדיקות סריקת גבולות של JTAG: סריקת גבולות היא סוג של בדיקה שהגיעה לידי ביטוי בשנים האחרונות. הידוע גם בשם JTAG, Joint Test Action Group, או על ידי IEEE 1149.1 הסטנדרטי שלו, סריקת הגבול מציעה יתרונות משמעותיים על פני צורות בדיקה מסורתיות יותר וככזו הפכה לאחד הכלים העיקריים בבדיקות אוטומטיות.

    הסיבה העיקרית לפיתוח בדיקות סריקת גבולות הייתה להתגבר על הבעיות של חוסר גישה ללוחות ומעגלים משולבים לבדיקה. סריקת גבולות מתגברת על כך על ידי קיום רישומי סריקת גבולות ספציפיים במעגלים משולבים גדולים. כשהלוח מוגדר למצב סריקת גבולות, רושמי הנתונים הסידוריים במעגלים המשולבים מועברים אליהם נתונים. התגובה ומכאן הנתונים שעוברים משרשרת הנתונים הסדרתית מאפשרים לבודק לזהות תקלות כלשהן. כתוצאה מיכולתו לבדוק לוחות ואפילו מכשירי IC עם גישה מוגבלת מאוד לבדיקה פיזית, Boundary Scan / JTAG נעשה שימוש נרחב מאוד.

  • בדיקות פונקציונליות: ניתן לראות בבדיקה פונקציונלית כל צורה של בדיקות אלקטרוניקה שמפעילות את פונקציית המעגל. ישנן מספר גישות שונות שניתן לנקוט בהן בהתאם לסוג המעגל (RF, דיגיטלי, אנלוגי וכו '), ומידת הבדיקה הנדרשת. הגישות העיקריות מתוארות להלן:
    • ציוד בדיקה אוטומטי פונקציונלי, גורל: מונח זה מתייחס בדרך כלל לציוד בדיקה אוטומטי פונקציונלי גדול בקונסולה שתוכננה במיוחד. מערכות ציוד בדיקה אוטומטיות אלו משמשות בדרך כלל לבדיקת לוחות דיגיטליים אך בימינו לא נעשה שימוש נרחב בבודקים גדולים אלה. במהירויות ההולכות וגדלות בהן לוחיות רבות פועלות בימינו אינן יכולות להתאים למבחנים אלה כאשר לידים בין הלוח הנבדק לבין מדידת הבוחן או נקודת הגירוי יכולים לגרום לקיבולים גדולים המאטים את קצב הפעולה. בנוסף לאביזרים אלה הם יקרים וכך גם פיתוח התוכנית. למרות חסרונות אלה עדיין ניתן להשתמש בבודקים אלה באזורים בהם נפחי הייצור גבוהים ומהירויות לא גבוהות במיוחד. הם משמשים בדרך כלל לבדיקת לוחות דיגיטליים.
    • ציוד בדיקה לארון ולערום באמצעות GPIB: אחת הדרכים בהן ניתן לבדוק לוחות, או יחידות עצמן היא שימוש בערימה של ציוד בדיקה נשלט מרחוק.

      למרות גילו, פריטים רבים של ציוד בדיקה מותקן או ספסל עדיין בעלי יכולת GPIB. למרות העובדה ש- GPIB הוא איטי יחסית וקיים למעלה מ- 30 שנה הוא עדיין נמצא בשימוש נרחב מכיוון שהוא מספק שיטת בדיקה גמישה מאוד. החיסרון העיקרי של GPIB הוא המהירות והעלות של כתיבת התוכניות, אם כי ניתן להשתמש בחבילות מנהלים לבדיקה כמו LabView כדי לסייע בהפקת תוכניות ובביצוע בסביבת הבדיקה. מתקנים או ממשקי בדיקה יכולים גם להיות יקרים.

    • ציוד בדיקה מבוסס שלדה או מתלה: אחד החסרונות העיקריים של מתקן ה- GPIB והערימה של ציוד הבדיקה האוטומטי הוא שהוא תופס כמות גדולה של שטח, ומהירות ההפעלה מוגבלת במהירות של ה- GPIB. כדי להתגבר על בעיות אלו פותחו מגוון תקנים למערכות הכלולות בתוך שלדה.
    למרות שיש מגוון של גישות ATE, ציוד בדיקה אוטומטי שניתן להשתמש בהן, אלה הן כמה מהמערכות הפופולאריות יותר בשימוש. כולם יכולים להשתמש בתוכנות לניהול בדיקות כגון LabView כדי לסייע בהפעלת הבדיקות האישיות. זה מאפשר מתקנים כגון הזמנת בדיקות, איסוף תוצאות והדפסה וכן רישום תוצאות וכו '.
  • מבחן שילוב: אף שיטת בדיקה אחת אינה מסוגלת לספק מענה מלא בימינו. כדי לעזור להתגבר על מערכות ATE אוטומטיות שונות של ATE המשלבות מגוון גישות בדיקה. בודקי שילוב אלה משמשים בדרך כלל לבדיקת מעגלים מודפסים. על ידי כך, מבחן אלקטרוניקה יחיד מסוגל להשיג רמת גישה הרבה יותר גדולה למבחן המעגלים המודפסים, וכיסוי המבחן גבוה בהרבה. בנוסף בודק קומבינציה מסוגל לבצע מגוון סוגים שונים של בדיקות ללא צורך בהעברת הלוח מבוחן אחד למשנהו. בדרך זו חבילה אחת של בדיקות עשויה לכלול בדיקות מעגל וכן כמה בדיקות פונקציונליות ואז בדיקות סריקת גבולות של JTAG.

לכל סוג של פילוסופית בדיקה אוטומטית נקודות החוזק שלה, ובהתאם יש צורך לבחור את סוג הגישה הנכון של הבדיקה לבדיקה הצפויה.

על ידי שימוש בכל טכניקות הבדיקה השונות באופן מתאים, ניתן להשתמש בציוד בדיקה אוטומטי של ATE למלוא יתרונותיו. זה יאפשר לבצע בדיקות במהירות, תוך מתן כיסוי ברמה גבוהה. ניתן להשתמש בטכניקות פיקוח כולל בדיקת AOI וצילום רנטגן יחד עם בדיקת מעגל ובדיקת סריקת גבולות JTAG. ניתן להשתמש גם בבדיקות פונקציונליות. אמנם ניתן להשתמש בסוגים שונים של בדיקות, אך יש לוודא כי המוצרים לא נבדקים יתר על המידה מכיוון שזה מבזבז זמן. לדוגמא אם נעשה שימוש בבדיקת AOI או רנטגן, יתכן שלא יהיה מתאים להשתמש בבדיקות מעגל. יש לקחת בחשבון גם את מקום בדיקות סריקת הגבולות של JTAG. באופן זה ניתן להגדיר את אסטרטגיית הבדיקה היעילה ביותר.


צפו בסרטון: How to use a Megger to Identify a Faulty Component (יוני 2021).