Cовременное тестовое оборудование и технологии
Рус Eng

04-07
2016
Тестирование печатных плат в ремонтных центрах

Автор: Luca Corli, Director of Sales, Seica
Оригинал статьи опубликован в журнале EPP Europe. Electronics Production and Test №4(2016)

Процесс тестирования неисправных изделий в ремонтных центрах имеет ряд особенностей и требований, которые в корне отличаются от контроля радиоэлектронной продукции в процессе ее производства.

  1. Если при производстве выявляется неисправность электронного модуля, оператору необходимо выяснить, правильно ли была разработана тестовая программа, которая могла стать причиной чрезмерного количества ложных срабатываний. В ремонтных центрах ситуация обстоит иначе: если при проверке дефектного модуля не выдается результата об ошибке, то необходимо проверить степень покрытия изделия, которую охватывает тестовая программа.
  2. В производстве на создание тестовой программы отводится мало времени, и время тестирования имеет решающее значение. В то время как в ремонтных центрах отсутствует строгое соблюдение сроков поставки, и объем контролируемых изделий достаточно низкий.
  3. На производстве тестовый инженер может быстро разработать тестовую программу, имея полный комплект конструкторской документации, включая данные САПР; в ремонтных центрах зачастую данная информация отсутствует, и хорошо, если в распоряжении имеется хотя бы бумажный вариант принципиальной схемы или схемы соединений неисправного образца.
  4. Основными дефектами, выявляемыми в процессе производства, являются КЗ, приподнятые выводы, пропущенные компоненты; в условиях ремонта зачастую определяются дефектные компоненты и функциональная неисправность всего электронного модуля.

Восстановление данных САПР

При поступлении изделия в ремонт первое, что должен сделать оператор – восстановить необходимые данные об электронном модуле в условиях их отсутствия. Эффективным решением данного вопроса является технология обратного проектирования, позволяющая на основе эталонной платы получить топологию внешних слоев ПП, список цепей и перечень компонентов и воссоздать данные САПР неисправного изделия. Раньше, чтобы получить данные о ПП, тестовому инженеру приходилось выполнять кропотливую работу, которая занимала слишком много времени, ведь в его распоряжении были лишь обычный вольтметр, ручка и бумага. Сегодня же существует множество тестовых решений, отличающихся по точности и функциональным возможностям.

При выполнении обратного проектирования 100% достоверного результата можно добиться только с помощью тестеров с подвижными пробниками (рис.1), которые представляют собой автоматический инструмент для сбора и разработки необходимой информации о контролируемом изделии. При этом важным требованием является одновременный двусторонний доступ подвижных пробников к проверяемому образцу, в противном случае некоторые узлы ПП будут пропущены.

 
Рис.1. Пример системы с подвижными пробниками – Pilot4D V8 (Seica)

При выполнении обратного проектирования с помощью подвижных пробников с двусторонним доступом к печатной плате процесс начинается с установки эталонной платы в тестер и получения снимков обеих сторон образца с помощью цифровых камер для определения координат XY каждого вывода компонентов, тестовых точек и пр элементов. Таким образом, подвижные пробники получают полноценный доступ ко всем тестируемым узлам печатной платы и способны автоматически выполнять серию различных тестов и измерений для определения взаимосвязей ПП. Воссоздание полного списка цепей печатного узла – это первый, фундаментальный этап процесса обратного проектирования. На этой стадии интерактивная графическая среда позволяет тестовому инженеру указать тип компонентов (их корпус, номиналы, расположение) на поверхности ПП и сформировать полный перечень компонентов (рис.2). После этого генерируется полная программа контроля образца с помощью подвижных пробников, включая безвекторные/векторные методы тестирования с/без подачи питания, внутрисхемное и функциональное тестирование.

 
Рис.2. Формирование списка цепей печатного узла с помощью интерактивной графической среды

Безусловно, использование правильно подобранных инструментов и технологий позволяет получить максимально корректную информацию. Восстановленные данные САПР в формате EDIF 2.0 можно экспортировать на рабочую станцию, где тестовый инженер составляет полную электрическую схему ПП для конструкторской документации или использования на других этапах функционального тестирования. В дальнейшем на рабочей станции можно проводить разводку ПП, устанавливать компоненты и, как следствие, клонировать исходные электронные модули.

Подвижные пробники с максимальным тестовым покрытием

В настоящее время в сервисных центрах стремительно растет тенденция на использование современных тестеров с подвижными пробниками для ремонта электронных модулей. Лет 10 назад такие системы ограничивались лишь выполнением быстрого тестирования прототипа или анализировали производственные дефекты (MDA), в настоящее время тестеры с подвижными пробниками обладают более широкими возможностями. Интеграция инструментов для проведения тестов с подачей питания и модуля периферийного сканирования или внутрисхемного программирования качественно отличает их от тестеров типа «поле контактов». Кроме того, современные тестовые инструменты, реализованные в системах с подвижными пробниками, специально ориентированы для решения задач ремонтных центров.

Такие методы тестирования и диагностики как:

  • технология PWMON («push-pull» алгоритмы) для обнаружения «залипания» (в логический «0» или «1», открытом или транзисторном состоянии) в цифровых компонентах и цепях; 
  • температурный анализ (рис.3) для обнаружения холодных или перегретых участков и компонентов электронных модулей;
  • функциональные испытания с использованием цифровых сигнальных процессоров (DSP), включая возможность подключения аналого-цифровых каналов ввода/вывода к изделию (через краевой разъем),

делают тестеры с подвижными пробниками мощным автоматическим инструментом для контроля электронных модулей в ремонтных центрах.

 
Рис.3. Пример выполнения температурного анализа

Современные тестеры с подвижными пробниками являются незаменимым инструментом для выполнения обратного проектирования. За счет быстрой генерации тестовых программ, максимального тестового покрытия и отсутствия необходимости изготовления дополнительной оснастки эти системы позволят сократить расходы на ремонт ПП и повысить его эффективность. Однако в военной отрасли такой метод может быть использован только в случае, если ремонтный центр способен выполнять тестирование ПП с последующей проверкой на специализированных функциональных системах заказчика. Это так называемое тестирование второго уровня, которое выдает заключение о годности электронного модуля после проведения ремонта. Поскольку приборы, в которых используются отремонтированные изделия, зачастую не доступны для ремонтного центра, далее обязательным является проведение полного функционального тестирования печатной платы на высокопроизводительном тестовом оборудовании. На этом этапе оператор ремонтного центра может столкнуться с новыми проблемами, так как срок эксплуатации изделия, в котором используются электронные модули, как правило, больше, чем у тестового оборудования, используемого для их контроля.

Возьмем, например, многофункциональный американский истребитель General Dynamics F-16 Fighting Falcon («Атакующий Сокол»). Первый полет состоялся в 1974 году, первые поставки осуществлены в 1978 году, и сегодня он по-прежнему используется и производится. За это время сменилось, по крайней мере, три поколения тестеров, что в результате приводит к необходимости приобретения новых систем, при этом поддержка устаревшего оборудования и использование старых тестовых программ является обязательным условием. Замена устаревшего тестового оборудования – основная статья расходов ремонтных центров, которые вынуждены переходить к использованию все новых тестовых программ и систем, поэтому здесь необходимо руководствоваться следующими принципами:

  • при замене устаревшего тестового оборудования необходимо, чтобы новая система реализовала аналогичную аналоговую маршрутизацию, поддерживала нужные логические уровни, имела расширенные возможности тактирования и синхронизации сигналов, повышенную производительность тестирования; 
  • необходимо убедиться, что наряду с улучшенными ТТХ и использованием современных технологий, новая тестовая система полностью отвечает и прежним требованиям: поддерживает широкий спектр цифровых уровней, имеет самотестирование аналоговых и цифровых подсистем, а также расширенную справочную библиотеку неисправностей и подсказок, ссылки на программы эмуляции тестов и т.д.;
  • наличие надежной программно-аппаратной среды, открытой для различных ремонтных решений; 
  • наличие надежной поддержки со стороны поставщика тестового оборудования и выполнение долгосрочных обязательств по отношению поставки предприятиям оборонно-промышленного комплекса.

В заключение отметим, что требования, предъявляемые к процессу тестирования электронных модулей в ремонтных центрах, отличаются от тех, которым следуют в условиях производства, поэтому для тестовых инженеров они представляют серьезную задачу. Здесь необходимо подобрать такое тестовое решение, которое позволит максимально качественно и эффективно выполнять поставленные задачи.

Среди представленных на мировом рынке тестеров с подвижными пробниками наиболее эффективным является Pilot4D V8 производства компании Seica (Италия). Широкий спектр его функциональных возможностей оптимально подходит для решения различных задач не только при разработке и выпуске продукции, но и при ремонте радиоэлектронных изделий.


Узнайте подробнее об уникальных возможностях тестовой системы с подвижными пробниками  Pilot4D V8 производства фирмы Seica у наших специалистов. Направьте официальный запрос, используя форму на сайте.
Отправить запрос