التصميم التكنولوجي

سوق دبي المالي - هذه هي مبادئ التطوير وإدارة المشاريع ، والتي تهدف إلى الإنتاج الناجح للمنتج النهائي. تم اتباع هذه المبادئ لتقليل مدة إنتاج واختبار المنتجات النهائية ، مع تحسين الجودة. يبدأ سوق دبي المالي قبل وقت طويل من التصميم ، في مرحلة مناقشة المواصفات الفنية ، ويعتمد على حجم السلسلة ويؤثر على تكلفة التصميم والتصنيع والاختبار. كتب عن سوق دبي المالي على حبري ، على سبيل المثال هنا . سنتحدث اليوم عن الاختبار الوظيفي للوحة الدوائر المطبوعة ونصف تحضيرها لهذا الغرض. (حركة المرور)

في التصميم الصناعي لألواح الدوائر المطبوعة ، يتم تزويد سوق دبي المالي أيضًا بوظائف مثل: DRC (فحص قواعد التصميم) للتحقق من القيود التكنولوجية ، CAM (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) لإعداد إنتاج لوحات الدوائر و DFA (التصميم للتجميع) لتحسين التجميع. يمكن دمج هذه الوظائف في برنامج CAD (أنظمة أتمتة تصميم PCB) أو تسليمها كبرنامج منفصل. هنا يمكننا أن نذكر Vayo ، الذي يحتوي على وحدات برمجية لاختبار البرامج: DFM Expert (يستخدم بما في ذلك تحليل مواقع الاختبار) و Test Expert (مصمم لتقييم إمكانية اختبار المنتجات تلقائيًا وإعداد البيانات لمعدات الاختبار الكهربائية).

نستخدم برنامج CAD مصمم Altium (AD). يسمح لك بإنشاء نقاط تحكم (CT) كمكونات مكتبة ، وتعيين القواعد لوضع CT على الرسم التخطيطي ، وعند تصميم طبولوجيا ، ضع CT قبل التتبع. يمكن تطبيق نهج مماثل في برامج CAD الحديثة الأخرى.

طرق الاتصال الكهربائية لاختبار المجلس

يمكن تمييز أربعة:

1) يدوي

الطريقة الكلاسيكية التي يقوم فيها أخصائي ، باستخدام المسابر اليدوية ، باختبار جميع الدوائر بالتتابع. تعتمد الكفاءة على المؤهلات والصفات الشخصية للفنان

2) "فراش الأظافر"

(من "فراش الأظافر" بالإنجليزية ، أيضًا "حقل الاتصال" ، "محول الإبرة" ، "اختبار المصفوفة" (MT)). تفترض الطريقة وجود جهاز توصيل مع جهات اتصال محملة بنابض (دبابيس pogo) مقابل نقاط التحكم على اللوحة. يمكن أن يكون المختبر جزءًا من خط الإنتاج:



أو كن جهاز سطح مكتب ،

من خلال ضمان لمس جميع عقد PP المختبرة بواسطة دبابيس pog ، من الممكن تحقيق مستوى تغطية اختبار قريب من 98 ٪.

3) "تحقيقات الطيران"

(من اللغة الإنجليزية. "تحقيقات تحلق"). تحتوي معدات طريقة المسبار الطائر على عدة رؤوس (أحيانًا عدة عشرات) رؤوس متحركة ، لكل منها مسبار مع محرك محوري. المسابر ، وفقًا لبرنامج تم إنشاؤه مسبقًا من قبل المشغل ، على اتصال باللوحة ، ونتيجة لذلك يتم توفير الطاقة والإشارات وإجراء القياسات.



يتم بناؤه في الخط أو استخدامه بشكل منفصل ، اعتمادًا على ميزات المنتج ومنهجية الاختبار المحددة. يبدو هذا ، يبدو وكأنه ماكينة خياطة عملاقة.

4) "مصفوفات الطيران"

(من "شبكة الطيران" الإنجليزية ، "سرير فراش الأظافر"). مزيج من الطريقتين السابقتين ، عندما يتم وضع مصفوفة مسبار على عربة متحركة ، ويمكن أن يكون لكل مسبار محرك محور مستقل. فكرة عامة عن كيفية الحصول على هذا العمل من الفيديو.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول الطرق المختلفة للاتصال الكهربائي هنا .

يتم عرض عدد من مزايا وعيوب الطرق الأربعة في الجدول:

أسباب اختيار اختبار المصفوفة وخصائصها

في الظروف الواقعية للواقع الروسي ، يجب على العميل الاختيار بين أول سطرين من الجدول ، لأن المعدات الخاصة بالطريقتين الأخيرتين ليست رخيصة (من 15 مليون روبل في الثانية) ولا تزال نادرة في الإنتاج المحلي. نظرًا لتكلفتها المنخفضة ، عادة ما يتم إعطاء الأفضلية للطريقة اليدوية ، حيث لا يمكن سوى لمطور أو متخصص من مستوى قابل للمقارنة اختبار المنتج بالكامل. ونتيجة لذلك ، يمكن للمنتجات أن تترك الإنتاج تمامًا بدون أي اختبار إلكتروني ، أو لا يمكن التحقق منها إلا عن طريق تشغيل "دخان" ، غالبًا ما يكون بالفعل في جانب العميل. في حالات أفضل ، يمكن العثور على الاختبار اليدوي باستخدام الأدوات الإضافية في الإنتاج ، والاختبار التلقائي الأقل شيوعًا على حوامل المصفوفة.



نشأت الحاجة إلى موقف أثناء مشروع Blueberry . يحتوي هذا المنتج على أربعة مخرجات تناظرية دقيقة مع معايرة فردية ، لذا فإن اختباره هو مهمة تستغرق وقتًا طويلاً حتى للمهندسين ذوي الخبرة. أردنا تبسيط العملية إلى حد كبير من أجل القضاء على إمكانية حدوث خطأ بشري ، وتقليل الإجراء إلى العمليات الميكانيكية البحتة ، مع ضمان الاختبار الوظيفي لكل منتج من مجموعة تجريبية (1020 قطعة). كان اختبار المصفوفة أكثر تكلفة من الاختبار اليدوي ، ولكن بهذه الطريقة فقط كان من الممكن ضمان التشغيل الصحيح لكل منتج الأجهزة.

قد يكون أحد العوامل المهمة في اختيار طريقة الاختبار هو إمكانية التحسين الأولي لوضع منصات الاتصال (في شبكة الإحداثيات) على البرنامج المختبر وتقليل عددهم. يجب إجراء مثل هذا التحليل قبل بدء مرحلة توصيل ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وهدفه هو الحصول على أعلى مستوى ممكن من تغطية الاختبار.

في حالتنا ، لم ينجح ذلك - كانت مراجعة اللوحة وقت اتخاذ القرار هي الرابعة بالفعل ، واضطررنا إلى إضافة منصات اتصال صغيرة تقريبًا إلى الهيكل النهائي.

مع انخفاض عدد منصات ودبابيس pogo ، يزداد تعقيد تطوير البرمجيات للاختبار الوظيفي. وفي الوقت نفسه ، فإن انخفاض عدد دبابيس المكابح ككل يقلل من تكلفة المعدات والوقت اللازم لتصنيعها.

في حالتنا (لـ 42 دبابيس بوجو و 32 اختبارًا) ، تطلب التطوير 560 ساعة قياسية ، منها 200.5 ساعة مشغولة بمراجعتين للأجهزة ، 31 - العرض و 328.5 - البرمجة.

في حالة عدم وجود مساحة كافية للوسادات على الجانب السفلي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، على سبيل المثال ، مع التثبيت الثنائي الضيق للمكونات ، يمكن أيضًا وضع منصات الاتصال للاختبار على الجانب العلوي من اللوحة. ولكن يجب أن يوضع في الاعتبار أن تكلفة تصميم جهاز اختبار على الوجهين ستكون أعلى بمعدل 1.5-2 مرة من تكلفة اختبار الاتجاه الواحد.

اختبار المصفوفة Ingun MA 260 / F

وتظهر في الصور صور الأداة الإضافية Ingun MA 260 / F و Blueberry PCB. يمكن العثور على وصف المختبر هنا .

عرض مقطعي للجهاز النهائي مع لوحة:

في الرسم نرى: 1 - لوحة الضغط ، 2 - قضيب الضغط (الذي يضغط من خلاله الجزء العلوي من الجهاز على اللوحة) ، 3 - لوحة الدوائر المطبوعة Blueberry المختبرة ، 4 - اللوحة المتحركة ، 5 - لوحة التحقيق ، 6 - لوحة الاختبار ، 7 - لوحة التحقيق و 8 دبابيس بوجو. لاختبار لوحة "Blueberry" ، أكملنا أجزاء الأدوات التي قدمتها Ingun على شكل فراغات - لوحة ضغط ولوحة متحركة ولوحة مسبار ، كما طورنا لوحة مسبار ولوحة اختبار في Altium Designer.

أدناه صورة من لوحة Blueberry التي تم اختبارها (البند 4) نسبة إلى قضبان التموضع الأولية (البند 1). الموضع 3 في هذا الشكل عبارة عن لوحة متحركة ، وموضع 2 - قضبان توسيط (صيادون ثنائي الفينيل متعدد الكلور). يقوم المثبت بتثبيت PCB دون التصويب حتى توقف قضبان التثبيت المسبق (المفتاح 1) ، ثم يقوم بتحرير اللوحة ، ويسقط على قضبان توسيط أكثر دقة. من الصعب تثبيت اللوحة بسرعة على قضبان التمركز دون التموضع الأولي.



من أجل وضع موثوق لثنائي الفينيل متعدد الكلور على MT ، يجب أن تحتوي اللوحة على ثلاثة ثقوب على الأقل لتحديد مواقع الاتصالات (يطلق عليها أيضًا دبابيس التثبيت الدقيقة) ، يجب وضع اثنتين منها قطريًا. عادة لا يقل قطر هذه الثقوب عن 3.25 ملم. لا تقل المسافة من حافة ملامسة الوضع إلى حافة PP عن 3.18 مم ، وإلى أقرب لوحة اتصال - لا تقل عن 5 مم.

يجب تحديد دبابيس بوجو وفقًا لأنواع نقاط التحكم الموجودة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وترتيبها بشكل منفصل (لا يتم تضمينها في مجموعة أدوات الاختبار). يمكنك تغيير عمق هبوط دبابيس بوجو لمكونات ذات ارتفاع غير قياسي ، ولكن من المستحسن تجنب ذلك (إضافة نقاط تحكم إضافية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور). يتم تحديد دقة الحصول على دبابيس بوجو عند نقاط التحكم (CT) بناءً على دقة جهاز الاختبار والتحمل لأحجام وأشكال لوحات الاختبار المعدلة. يقدم مطورو Pogo-pin بعض التوصيات حول أحجام الأشعة المقطعية. أيضا ، حول اختيار أحجام CT مكتوبة بشكل جيد هنا .

pogopins المستخدمة (pogopins ، جهات اتصال محملة بنابض)

هناك العديد من أنواع دبابيس بوجو للاختبارات التي تختلف في الحجم والشكل والراحة لسطح التلامس (مسطح ، على شكل تاج ، على شكل إبرة ، مخروطي وغيرها) ، ومواد طلاء بوجو ، مما يضمن مقاومتها للتآكل. يضمن الاختيار الصحيح للإبر ذات الرؤوس المقابلة لنقطة اتصال معينة موثوقية عالية للاتصال أثناء الاختبار ومتانة دبابيس بوجو نفسها. لسهولة الاستبدال ، عادة ما يتم تثبيت مجسات الاتصال في أصحاب.

في MT لبرنامج Chernik ، يتم استخدام دبابيس بوجو Ingun GKS-100314130 A 1500 و KS-100 47 05 pogo pin.

دبوس بوجو GKS-100:



نصيحة 14 دبوس بوجو GKS-100:



حامل KS-100 لـ Pogo-pin GKS-100:



نصيحة 05 للحامل KS-100



يمكن قراءة دبابيس pogo الأخرى على الروابط: Ingun و FEINMETALL .

بالنسبة لنقاط التحكم المختلفة على PP ، يتم استخدام أنواع مختلفة من دبابيس pogo. يمكن أن تكون نقاط التحكم: وسادات تلامس (KP) على سطح PP مع فتح القناع الواقي (نوع KP لمكون SMD) ، من خلال الثقوب الممعدنة ودبابيس المكونات للمكونات ملحومة في الثقوب. من الجدير بالذكر أنه كالتصوير المقطعي المحوسب ، يمكن استخدام vias ، بما في ذلك. وملثمين.

مثال على إنشاء نقطة تحكم على شكل ثقب في اللوحة

يتضمن إنشاء CT على شكل ثقب من خلال م:

1. إنشاء عنصر الدائرة (UGO) في المكتبة. في كثير من الأحيان ، يتم تصوير CT على الرسم التخطيطي كمقبس ، وتحتوي المكتبة القياسية MiscellaneousConnectors.schlib على عنصر دائرة يسمى Socket. يكفي نسخها إلى مكتبتك ، وإعطائها اسمًا جديدًا ، وتغيير المعلمة الافتراضية للمميز ، على سبيل المثال ، إلى KT ، وحتى لا يتم تضمين CTs في قائمة العناصر ، تحتاج إلى تحديد النوع Standard (No BOM).



2. من السهل إنشاء بصمة (في مكتبة .pcblib) باستخدام الأمر Pad. بالنسبة إلى pogo-pin KS-100 في صفائح الألياف الزجاجية FR-4 Ingun ، توصي باستخدام ثقب بقطر 1.7 مم. خذ بعين الاعتبار مثال KP لـ PP متعدد الطبقات. سيكون حجم KP من جانب الاختبار (للتلامس مع دبوس pog) 1.7 + 0.5 = 2.2 (حيث 0.5 هو الحد الأدنى لعرض الموصل المضاعف وفقًا لدرجة الدقة 3). سنقوم بعمل KP كبير من الأسفل ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أنه في كثير من الأحيان تقع مكونات الدبوس على الجانب العلوي من اللوحة ، وبالتالي ، فإن الدبابيس المستخدمة أثناء الاختبار ستكون في الأسفل. في الطبقات المتبقية ، يبلغ قطر علبة التروس 1.9 مم. يجب تعدين الحفرة. في الجزء السفلي الأيسر مقابل التجميع السفلي ، نضع علامة.



3. ثم تحتاج إلى توصيل البصمة إلى عنصر الدائرة.

إضافة نقاط توقف في الرسم التخطيطي

في AD ، يفترض الموقع الافتراضي للأشعة المقطعية على جميع الدوائر الكهربائية. ولكن لتقليل عدد دبابيس pogo ، يتم تثبيت CT فقط على دائرة تزويد الطاقة وعلى الدوائر المتصلة بالواجهات الخارجية التناظرية والرقمية (باستثناء تلك التي يمكن اختبارها باستخدام JTAG). كما ذكرنا من قبل ، يمكن لدبابيس pogo الاتصال بعلبة التروس على سطح PP ، من خلال الثقوب الممعدنة ودبابيس المكونات للمكونات ملحومة في الثقوب. في مرحلة تطوير الدائرة ، من الممكن توفير استخدام أطراف التوصيل للمكونات (ملحومة في ثقوب) إذا كان خطوة أسلاك العلب للمكونات الإلكترونية (EC) تتوافق مع خطوة وضع دبابيس بوجو ، وسيتم وضع جميع وحدات التحكم الإلكترونية ذات أطراف التوصيل على جانب واحد (جانب الاختبار). ولكن هذا ليس مناسبًا دائمًا ، بما في ذلك يرجع ذلك إلى حقيقة أن نوع الحالة يتم اختياره (أو تغييره) في بعض الأحيان أثناء تطوير الطوبولوجيا. في مرحلة تطوير المخطط ، يوصى بوضع الحد الأقصى المطلوب لعدد التحويلات المقطعية ، وبعد ذلك ، أثناء تطوير الهيكل ، قم بإزالة التحويلات المقطعية الزائدة.

لإضافة CT إلى الدائرة ، يتم استخدام الطرق القياسية لوضع UGO. للتصميم من طرف إلى طرف ، يمكننا تحديد قواعد التصميم في الدائرة (للتحقق لاحقًا عن طريق DRC). يمكن تحديد قواعد موقع التصوير المقطعي المحوسب بشكل مناسب لفئة الدوائر الكهربائية (التي تشمل الدوائر المختبرة). في الدائرة ، يمكن إنشاء فئة دارة باستخدام الأمر Place / Directive / Net Classes. يمكن وضع التوجيه على كل دائرة (والتي يجب تضمينها في الفصل) ، على الحافلة (ولكن لهذا من الضروري أولاً دمج جميع الدوائر المختبرة في الحافلة) وعلى البطانية. البطانية هي منطقة مضلعة (مضلع) تم إنشاؤها باستخدام الأمر Place / Directive / Blanket (نختار جميع السلاسل للفصل الذي يحتوي على مضلع). ليس من الضروري تثبيت توجيه على الناقل - فقط قم بتعيين خيار إنشاء Net Classes for Buses في علامة التبويب Class Generation في خيارات المشروع. من الأنسب إنشاء فئات في طوبولوجيا البرنامج ، ولكن في م هناك مشاكل في التغييرات التلقائية (عند تحديث المخطط من الطوبولوجيا) عند العمل مع الفصول التي تم إنشاؤها في الطوبولوجيا ، لذلك نقوم بإنشاء فصول في المخطط. لإنشاء قاعدة لوضع CT في خصائص الفئة (في توجيه Net Classes) ، انقر فوق الزر Add as Rule ثم الزر Edit Rule Values. في فئة Testpoint ، حدد Style Testpoint Style وانقر فوق OK. ثم قم بتعيين القواعد لوضع CT. في الرسم البياني ، تكون مجموعة القواعد الخاصة بالتصوير المقطعي المحوسب أصغر قليلاً مما هي عليه في الهيكل - هنا يمكنك تحديد حجم النقاط والتباعد الشبكي لنقاط الاختبار (مع التسامح) والفجوات وجانب الموضع. نظرًا لأننا نفكر في إعداد الاختبار في مرحلة التصميم ، فمن الأفضل وضع التصوير المقطعي المحوسب في الشبكة. بالنسبة لحوامل KS-100 ، تظهر الوثائق درجة 2.54 مم. تعيين خلوص جسم المكون (الفجوة بين نقطة التحكم وجسم المكون) مضبوطة على 0.8 مم ، وتعيين إزالة حافة اللوحة على 1 مم. لا يلزم تحديد الثغرات المتبقية إذا وضعنا CT في الشبكة.



لكي يتم نقل فئات الدوائر التي تم إنشاؤها في الدائرة إلى هيكل البرنامج ، يجب تمكين خيار إنشاء Net Classes في علامة التبويب إنشاء فئة في خيارات المشروع (عادة ما يتم تمكينه افتراضيًا).

وضع نقاط تحكم على السبورة

نضع أجهزة التصوير المقطعي المحوسب قبل التتبع ، ولكن بعد وضع جميع المكونات الأخرى على اللوحة. قبل الوضع ، تحتاج إلى ضبط تباعد الشبكة للأشعة المقطعية (في حالتنا 2.54 مم).

قبل وضع التصوير المقطعي المحوسب ، سنذهب إلى قواعد التصميم ، وهناك سنرى أن هناك قاعدتين في مجموعة قواعد نمط اختبار التجميع: نمط اختبار التجميع التخطيطي ، الذي وضعناه في الرسم التخطيطي للفصل ، وقاعدة التجميع الافتراضي التي تنطبق على جميع السلاسل. نزيل القاعدة الافتراضية. في إعدادات قاعدة نمط اختبار نقطة التجميع في الهيكل ، هناك فرق (من الإعدادات في الرسم التخطيطي) - هنا يظهر خيار مساعد نطاق القاعدة. في حالتنا ، تحتاج إلى إضافة علامة الاختيار منصات Thru-hole.

من الأفضل تشغيل فحص تحديد الموقع عبر الإنترنت لـ CT في أدوات / فحص قاعدة التصميم للتحكم على الفور في الفجوات بين CT وحالة EC ، وبين CT وحافة PCB. يجب تمكين الوضع عبر الإنترنت خصيصًا لقاعدة نمط اختبار نقطة التجميع.

للتحكم في التصوير المقطعي المحوسب في الهيكل ، من المناسب استخدام مدير Testpoint (في قائمة الأدوات). يمكن العثور على وصف الواجهة هنا .

تحليلات اختبار المصفوفة

للاختبار ، نستخدم: منضدة اختبار (كجزء من حالة واحدة) ، ومبرمج ST-Link / v2 ، ومحاكي نظام تحكم خارجي (مفتاح الإخراج) ، وفولتميتر تحكم خارجي ، ومصدر طاقة للمختبر ، و Windows 10 PC ، وطابعة لاصقة.

تتضمن خوارزمية الاختبار:

- تشخيص النظام ،
- الحصول على نسخة برنامج المحاكاة ،
- توفير الطاقة وفحص الجهد واستهلاك التيار.
- الرقم التسلسلي للبرامج الثابتة ،
- حجب الرقم التسلسلي ،
- البرامج الثابتة bootloader ،
- الحصول على إصدار برنامج bootloader ،
- البرامج الثابتة للبرنامج الرئيسي ،
- الحصول على النسخة البرمجية للبرنامج الرئيسي ،
- جداول معايرة قاعدة البرامج الثابتة ،
- فحص التغذية ،
- التحقق من خطوط التحكم ،
- فحص قوة الحمل وإيقافه ،
- معايرة جهد التحيز لمبدل الطور ،
- إعادة معايرة جداول المعايرة ،
- التحقق من معايرة الوحدة ،
- طباعة الملصقات.

الخلاصة

نتيجة لاختبار 1020 لوح Blueberry ، رفضنا 77 لوحة. 44 منهم لم يتمكنوا من أداء وظائفهم بسبب التغذية غير الكافية. كما اتضح ، كانت المشاكل تتعلق بإمدادات الطاقة التي تم توريدها في مجموعتين منفصلتين. في جميع المجالس المرفوضة ، تم تثبيت مصادر خاصة بأحد الأطراف. أظهر تحليلنا أن جميع هذه المصادر خلال اختبار واحد على الأقل أظهرت انحرافات غير مقبولة عن المعلمات التي أعلنتها الشركة المصنعة.

كما تم تحديد 33 عيبًا آخر ، بما في ذلك الدوائر القصيرة وسوء اللحام وما إلى ذلك. كان معدل الرفض الإجمالي 7.55٪ ، وهو مؤشر جيد للدفعة التجريبية. يتم تخزين نتائج الاختبار لكل منتج في قاعدة البيانات ، مما يسمح لك بتحديد أسباب الفشل بدقة.

تم إعداد مشروع برمجيات Chernik لاختبار المصفوفة في المرحلة النهائية من تطوير الطوبولوجيا ، مما خلق صعوبات عند إضافة منصات الاتصال. تم اختيار حجم علبة التروس غير كافي (1x1mm) ، ونتيجة لذلك ، كانت هناك مشاكل في الاتصال عندما سقطت دبابيس pog بعد علبة التروس. نسبة مثل هذه الإخفاقات ضئيلة.

في مشروعنا التالي باستخدام اختبار المصفوفة ، قمنا بوضع التصوير المقطعي المحوسب مقدمًا.الآن يمكنك الاتصال بقاعدة بيانات الحامل عن بُعد. يحتوي البرنامج الثابت للحامل على حماية ويدعم ملفات التعريف بمستويات مختلفة من الوصول إلى الإعدادات ، وبالتالي يمكن وضع الحامل في منشأة تصنيع بعقد بعيد ، والتي أكملناها بنجاح في كالينينغراد. ولكن المزيد عن ذلك في مقال منفصل.



Thirdpin.io/testing