تداخل سیگنال و جهش زمین در تست عملکردی: طراحی محافظ با کیفیت بالا- برای تجهیزات تست

مقدمه

در پایان فرآیند تولید PCBA، تست عملکردی (FCT) به عنوان نقطه بازرسی نهایی برای تأیید اینکه عملکرد الکتریکی قطعات به طور کامل با مشخصات مطابقت دارد عمل می کند. همانطور که محصولات الکترونیکی مدرن به سمت سرعت‌های بالاتر، فرکانس‌های بالاتر، و ادغام چند ماژول بیشتر می‌شوند، محیط الکترومغناطیسی در تجهیزات تست FCT به طور فزاینده‌ای پیچیده شده است. در طول آزمایش، آرایه‌های متراکم از پین‌های pogo آزمایشی و کابل‌های سیگنال محکم بسته‌بندی شده‌اند، به شدت مستعد القای تداخل سیگنال و جهش زمین هنگام ارسال پالس‌های فرکانس بالا هستند. این تداخل الکترومغناطیسی که از خود محیط آزمایش نشات می‌گیرد، اغلب منجر به نتایج آزمایش نادرست می‌شود و حتی می‌تواند به اجزای حساس روی PCB‌های{5}}با ارزش بالا آسیب برساند. اجرای طرح‌های{7}}حفاظ و اتصال زمین با کیفیت بالا برای تجهیزات آزمایشی، کلید غلبه بر این تنگنای کیفیت است.

تجزیه و تحلیل مکانیسم تداخل الکترومغناطیسی: جفت القایی فضایی و تغییر زمین مرجع

تداخل سیگنال و جهش زمین در آزمایش FCT، در اصل، واکنش‌های الکترومغناطیسی دینامیکی هستند که وقتی جریان‌های متناوب با سرعت بالا-در مسیرهای انتقال فیزیکی دستگاه آزمایش جریان می‌یابند، ایجاد می‌شوند. تداخل در درجه اول بین کابل هایی که به صورت موازی در داخل فیکسچر یا بین پین های آزمایشی با فاصله نزدیک انجام می شود، رخ می دهد. هنگامی که یک خط سیگنال (منبع تداخل) یک پالس با فرکانس{{3} بالا ارسال می‌کند، میدان مغناطیسی متناوب حاصل، جریان‌های القایی متقابل را در خطوط سیگنال مجاور (منابع مختل) القا می‌کند. هر چه تغییر پتانسیل تندتر باشد (یعنی هر چه زمان افزایش سیگنال کوتاهتر باشد، tr)، ولتاژ تداخل ناشی از جفت القایی فضایی بالاتر است. از سوی دیگر، جهش زمین به دلیل اندوکتانس انگلی در سیم‌های زمین یا حلقه‌های زمین دستگاه تست ایجاد می‌شود. هنگامی که چندین مؤلفه با قدرت بالا (مانند MCU یا بارهای حرارتی{10}) به طور همزمان وضعیت را تغییر می دهند، جریان های بالا گذرا (di/dt) از طریق اندوکتانس انگلی خط زمین جریان می یابد و باعث تغییر لحظه ای در پتانسیل زمین مرجع دستگاه می شود. این نوسانات در پتانسیل زمین مرجع می‌تواند منجر به تفسیر نادرست سیگنال‌های منطقی ولتاژ پایین (مانند گذرگاه‌های I²C و SPI) شود که منجر به خطاهای آزمایشی متناوب می‌شود.

طراحی مجدد کابل فیکسچر داخلی: استانداردهای مسیریابی مبتنی بر -جفت کابل‌ها و شبکه

برای حذف تداخل سیگنال، مسیرهای تشعشع امواج الکترومغناطیسی باید از نظر فیزیکی قطع شود. بنابراین، مواد و مسیرهای سیم کشی داخلی در فیکسچر باید از مشخصات مهندسی دقیق پیروی کنند. هنگام مونتاژ تجهیزات تست FCT با سرعت بالا، تکنسین‌ها اکیداً از استفاده از سیم‌های الکترونیکی تک رشته‌ای استاندارد برای اتصال مسیرهای سیگنال پرسرعت-منع می‌شوند. برای خطوط ساعت، گذرگاه‌های داده، و خطوط نمونه‌برداری RF، استفاده از کابل‌های{5}}جفت تابیده (STP) محافظ یا کابل‌های کواکسیال نیمه سفت با امپدانس مشخصه منطبق الزامی است. ساختار جفت پیچ خورده به نیروهای الکتروموتور القایی ایجاد شده توسط میدان های الکترومغناطیسی خارجی در حلقه های پیچ خورده اجازه می دهد تا یکدیگر را خنثی کنند، در حالی که سپر فلزی بافته شده بیرونی به زمین فلزی اختصاصی دستگاه متصل است. هنگام مسیریابی سیگنال‌ها در فضا، خطوط سیگنال آنالوگ کوچک{10}}باید در فاصله فیزیکی حداقل 50 میلی‌متری از خطوط برق جریان بالا و خطوط درایو PWM نگهداری شوند. این خطوط باید در زوایای قائم (90 درجه) از یکدیگر عبور کنند و طول مسیریابی موازی را به صفر کاهش دهند و اندوکتانس متقابل فضایی را تا حد ممکن به حداقل برسانند.

طراحی حلقه زمین با امپدانس کم-: معماری چند نقطه ای، چند لایه- زمین و شینه

کلید جلوگیری از جهش زمین، به حداقل رساندن اندوکتانس انگلی حلقه زمین است که مستلزم ایجاد یک صفحه زمین مرجع فیزیکی سفت و سخت با امپدانس پایین-در داخل فیکسچر است. اتصال زمین معمولی-به-نقطه با استفاده از سیم‌های ظریف در وسایل، نمی‌تواند جریان‌های گذرای بزرگ را تحمل کند. تجهیزات{5}}FCT با کیفیت بالا به طور کامل یک معماری زمینی چندلایه و سلسله مراتبی را اجرا می کنند. صفحه نصب پایه در داخل فیکسچر از یک صفحه برنجی یکپارچه یا یک صفحه تمام آلومینیومی با هدایت الکتریکی بالا به عنوان صفحه زمین اولیه سیستم استفاده می کند. برای آزمایش ماژول‌های منبع تغذیه{10}بالا، شینه‌های مسی جامد با ضخامت بیشتر از یا مساوی 2 میلی‌متر مستقیماً برای منحرف کردن جریان‌های بالا استفاده می‌شوند. تمام زمین دیجیتال، زمین آنالوگ، و زمین برق باید از نظر فیزیکی در فیکسچر ایزوله شوند. آنها در یک نقطه همگرا می شوند و سپس از طریق یک پیوند امپدانس کم- به صفحه اصلی زمین متصل می شوند. با کاهش کل القایی انگلی حلقه زمین به محدوده تک رقمی نانوهنری (nH)، ولتاژ برگشتی زمین را می توان به طور قابل اعتمادی زیر آستانه ایمنی 50 میلی ولت، حتی تحت جریان های سوئیچینگ گذرا بسیار بالا، سرکوب کرد.

طراحی سلول محافظ فیزیکی برای سوکت های پروب: غلبه بر تداخل تشعشع در مناطق حساس پروب

سوکت پروب آزمایشی به عنوان رابط فیزیکی که در آن PCBA مورد آزمایش در تماس مستقیم با تجهیزات آزمایش قرار می گیرد، همچنین منطقه ای با بیشترین غلظت نشت الکترومغناطیسی است و بنابراین نیاز به محافظ الکترواستاتیک فیزیکی موضعی دارد. در اطراف-پین‌های pogo فرکانس بالا و پین‌های pogo سیگنال حساس و ضعیف-، مهندسان فرآیند باید «سلول‌های محافظ» را برنامه‌ریزی و طراحی کنند. از نظر ساختاری، ماشین‌های CNC برای آسیاب کردن محفظه‌های محافظ فلزی مستقل در صفحه گیره و صفحه حامل فیکسچر، جداسازی فیزیکی پروب‌های فرکانس بالا از پروب‌های منبع تغذیه استاندارد و پروب‌های کنترل فرکانس پایین{{5} استفاده می‌شوند. در مورد آرایش پروب، طرح‌بندی الگوی متقاطع-«سیگنال-زمین-سیگنال-زمین (S{10}}G-S{12}}G)» باید به‌شدت اجرا شود، و اطمینان حاصل شود که هر کاوشگر سیگنال دارای ناحیه‌ای از مسیر برگشتی در مجاورت زمین است که در مجاورت آن قرار می‌گیرد. مسیر برای اجزای نصب{15}}سطح RF{16}}گیگاهرتز، باید از پروب های کواکسیال RF اختصاصی استفاده شود. این کاوشگرها از محافظ کواکسیال فلزی ساخته شده خود برای رسیدن به مسدود کردن امواج الکترومغناطیسی رایگان-منطقه مرده-خود استفاده می‌کنند.

کنترل دقیق سازگاری الکترومغناطیسی در طول آزمایش عملکردی، ایجاد یک محیط آزمایشی{0}آزاد و تمیز، به‌عنوان خط دفاعی تعیین‌کننده برای اطمینان از-کیفیت بالا-تحویل اولیه- محصولات الکترونیکی با کیفیت بالا عمل می‌کند.

حقایق سریع در مورد NeoDen

• تاسیس در سال 2010، 200 + کارمند، 27000+ متر مربع. کارخانه
• محصولات NeoDen: سری های مختلف دستگاه های PnP، NeoDen YY1، NeoDen4، NeoDen5، NeoDen K1830، NeoDen9، NeoDen N10P. Reflow Oven Series IN و همچنین خط کامل SMT شامل تمام تجهیزات SMT لازم است.
• مشتریان موفق 10000+ در سراسر جهان.
• 40+ نمایندگان جهانی تحت پوشش در آسیا، اروپا، آمریکا، اقیانوسیه و آفریقا.
• مرکز تحقیق و توسعه: 3 بخش تحقیق و توسعه با 25+ مهندسان حرفه ای تحقیق و توسعه.
• در CE فهرست شده و 70+ حق اختراع دریافت کرده است.
• 30+ مهندسین کنترل کیفیت و پشتیبانی فنی، 15+ فروش بین المللی ارشد، برای پاسخگویی به موقع مشتری در عرض 8 ساعت، و ارائه راه حل های حرفه ای در عرض 24 ساعت.