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更好的集成电路板引领更安全的驾驶

2020-01-07 17:27:52 嘉兴市尚瑞电子科技有限公司 阅读

ICT(In—Circuit—Tester),自动在线测试仪,是现代电子企业必备的PCBA(Printed- Circuit Board Assembly,印刷电路板组件)生产的测试设备,ICT使用范围广,测量准确性高,对检测出的问题指示明确,即使电子技术水准一般的工人处理有问题的PCBA也非常容易。使用ICT能极大地提高生产效率,降低生产成本。 ICT Test 主要是测试探针接触PCB layout出来的测试点来检测PCBA的线路开路、短路、所有零件的焊接情况,可分为开路测试、短路测试、电阻测试、电容测试、二极管测试、三极管测试、场效应管测试、IC管脚测试等其它通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障,并将故障是哪个组件或开短路位于哪个点准确告诉用户。(对组件的焊接测试有较高的识别能力)

 

在线测试通常是生产中第一道测试工序,能及时反应生产制造状况,利于工艺改进和提升。ICT测试过的故障板,因故障定位准,维修方便,可大幅提高生产效率和减少维修成本。因其测试项目具体,是现代化大生产品质保证的重要测试手段之一。ICT为工业4.0提供更好的汽车电子电气完整性方案。

 

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随着人们对自动驾驶的关注越来越多,当被问及到如何更好地测试自动驾驶汽车时,5G和C-V2X似乎成为了最佳候选。在这令人兴奋的嗡嗡声背后是一个强大的汽车电子制造服务(EMS)行业,它正在物化技术创新。

 

近年来,为以应对进入智能运输系统后面的电子系统中的复杂印刷电路板组件(PCBA) ,EMS供应商正在提高他们的运作效率。包括用于动力系统的传感器、电子控制单元(ECU)、先进的驾驶辅助系统(ADAS)、舒适功能,如传感器控制的温度控制和可调座椅、信息娱乐以及计划中的C-V2X功能的新应用等。这些应用将推动汽车电子工业在未来五年达到4000亿美元的目标。

 

为了跟上市场需求变化,汽车电子制造服务供应商正在利用工业4.0的在线测试(ICT)的新功能,ICT作为汽车电子产品生产中一个关键的质量把关人。

 

ICT加强质量检查

 

负载到PCBA上的元件的电气完整性是测量PCBA质量最重要的参数之一,一个典型的汽车ECU PCBA可以包含100多个组件,而一个数据通信板可以轻松容纳5000多个组件。在不久的将来,5G数据驱动通信将使自动驾驶汽车成为可能,在这种情况下,准确性对于确保人类和环境的安全至关重要,每一个微小部件都必须完美地工作。

 

传统表面贴装技术(SMT)生产线可能会发生一些错误,这是零故障需求的自动驾驶系统和自动驾驶环境所不能容忍的。在PCBA级别上,许多事情都可能变得不正常。例如,一批功率错误的电阻器可能在取放站手动加载,这些电阻器在到达ICT站之前很可能逃过检测。

 

有些部件小如针头,有可能会把这些部件丢掉。当操作员手动将PCBA加载到脱机ICT站进行测试时,它们也可能通过静电接触放电而损坏。还有一种潜规则是,运营商在测试项目中选择不参加特定测试,这样他们的轮班可以产生更好的产量。

 

测试经理们正在利用工业4.0现成的ICT解决方案来测试通过生产线的数百万个组件。质量控制小组现在可以在发货前检测出错误的电气故障。

 

传统的流程自动化

 

随着每天在生产车间测试数以百万计的关键任务部件,汽车EMS供应商正期待着智能机器来收集数据,帮助他们主动创建质量改进措施。

 

静电放电冲击或操作人员粗暴操作是造成板损坏的常见原因。许多汽车EMS公司通过将脱机的ICT站移到SMT线上,将昂贵的电路板上的人为错误最小化。SMT线现在拥有全自动的在线ICT功能。自动化帮助他们绕过了手动处理敏感的PCBA的需要。它还解决了为反映轮班期间收益率高低,操作人员手动更改测试计划抄小道的问题。

 

不到10年前,内联ICT系统的早期采用者大多是汽车EMS供应商。他们现在正在考虑利用ICT系统产生的大量数据,以节约工作流程,同时提高产品质量。

 

一个典型的ICT工作站每分钟可测试4000多组件。在当今的智能工厂中,大量的测试数据自动地提供给工厂制造执行系统(MES),以支持新的IPC连接的工厂交换(IPC-CFX 2591)平台。在几毫秒内,ICT检测到异常并被标记。反馈信息逆流而上,查明电路板上的故障;例如,一个偏离的电阻或短路的电容器。

 

下一代ICT系统也将支持新工业4.0 IPC-HERMES标准。HERMES是一种机器对机器(M2M)通信协议,它将取代旧的SMEMA标准。

 

IPC-CFX 2591 and IPC-HERMES 9852

 

IPC-CFX 2591标准连接了生产层的多个过程,测试经理能够更好地跟踪产品、跟踪材料、管理资产和监视从设计到产品运输的制造过程的每个步骤。这有助于他们满足oem对汽车板的严格质量标准。

 

IPC 已确认他们认可 Hermes 标准是"SMEMA 标准"IPC-SMEMA-9851的下一代解决方案。因此,Hermes 标准被分配了 IPC 命名代码:现在可以正式称为 IPC-HERMES-9852。IPC-HERMES-9852 是基于 TCP/IP 和 XML 的现代的开放的标准,旨在取代过时的 SMEMA 标准,用于传输与电路板相关的信息。它是由 Hermes Standard Initiative 开发并向市场推出,该组织是领领先的 SMT 装配设备供应商的独立开放群体。IPC-HERMES-9852 包括 SMEMA 关于电路板切换的所有功能,但解决了与电路板处理相关的更广泛的附加要求。它支持在电子装配线的不同机器之间交换pcb相关的数据,并减少设备投资、线长以及操作员与SMT线交互的需要。事实上,IPC-HERMES-9852 是将先进技术和既定标准完整地结合到一个全新的解决方案中。

 

SMEMA 的过去

 

多年来,从电缆和连接器的不兼容性到有限的M2M通信,测试工程师一直在SMEMA的限制下工作。每个工作站都需要条形码阅读器来读取特定信息,然后机器才能执行其功能。操作人员还必须手动调整传送带宽度,以适配每次新板尺寸流动下来的路线。

 

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在SMEMA模型中,由于缺乏数据和没有闭环切换,高级线路控制具有局限性。

 

在旧版SMEMA SMT线路中,机器不能将具体特定关系的电路板信息从一台机器发送到另一台机器,比如为什么电路板会出现故障;它也不允许SMT机器承认板子成功地从一台机器转移到另一台机器。

 

在HERMES中,上游的生产线上只需要一个条形码扫描器。被测产品或设备本身可以在SMT生产线的不同位置触发指令。例如,在汽车EMS生产线上,随着产量的增加,操作员不再需要手动调整传送带的宽度。电路板提供的信息会根据产品类型自动触发线宽调整,节省时间。

 

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IPC-HERMES 9852支持全流程数据可用性、最大线路吞吐量和可追溯性。

 

在竞争激烈的EMS领域,IPC-CFX和HERMES通过向MES提供重要数据点,这为改善测试计划、管理库存和改进制造流程开辟了新的可能性。

 

生产分析

 

有了数十亿的可用数据,测试经理就可以利用软件的力量来理解这些数据,从而提高工作效率。工业4.0电子制造分析解决方案可以执行高级分析。这些制造分析解决方案自动从不同的SMT过程中提取数据,以推动过程改进和更好的产品质量。

 

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Keysight PathWave Manufacturing Analytics等数据分析工具,可在电路测试阶段检测汽车板组件中的微小异常,以及触发整流过程

 

利用强大的机器学习算法,制造分析工具可以在传统手工方法所需的时间内提供预测和规定信息。例如,分析软件在ICT阶段检测单个电容器的性能异常时,软件会在几秒或几分钟内标记出上游问题——加载错误组件或测试探针显示磨损或撕裂。而人工检测则需要操作员花费数小时或数天的时间来检查数据并跟踪故障。

 

基于云数据的分析为测试经理提供了访问实时事件异常的途径,包括对在不同全球站点上运行的联网工厂的夹具和设备故障进行即时预测。数据分析支持先发制人的停机时间和资源规划,最小化生产计划的干扰。

 

工业4.0制造测试平台意味着更高的产量、更低的成本和更好的生产率。符合全新严格安全和性能标准的电路板会为今天的ADAS功能和明天的自动驾驶汽车建立真正的智能交通系统。

 

名词解释:

 

SMT

 

SMT生产线也叫表面组装技术(Surface Mount Technology)是由混合集成电路技术发展而来的新一代电子装联技术,以采用元器件表面贴装技术和回流焊接技术为特点,成为电子产品制造中新一代的组装技术。SMT生产线主要设备有: 印刷机、贴片机(上表面电子元件)、回流焊、插件、波峰炉、测试包装。SMT的广泛应用,促进了电子产品的小型化、多功能化,为大批量生产、低缺陷率生产提供了条件。SMT就是表面组装技术,是由混合集成电路技术发展而来的新一代的电子装联技术。