PCBA परीक्षण में ATE: एक व्यापक गाइड

इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण की जटिल दुनिया में, मुद्रित सर्किट बोर्ड असेंबली (PCBA) की गुणवत्ता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करना सर्वोपरि है। यहीं पर स्वचालित परीक्षण उपकरण (ATE) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह लेख PCBA परीक्षण में ATE का एक व्यापक अवलोकन प्रदान करता है, जो इसके मूल सिद्धांतों, विभिन्न प्रकारों, कार्य सिद्धांतों, लाभों और उन्नत तकनीकों पर प्रकाश डालता है। चाहे आप इस क्षेत्र में नए हों या एक अनुभवी शोधकर्ता, यह गाइड आपको इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के इस महत्वपूर्ण पहलू की पूरी समझ से लैस करेगा।

स्वचालित परीक्षण उपकरण (ATE) क्या है

स्वचालित परीक्षण उपकरण, जिसे आमतौर पर ATE के रूप में जाना जाता है, एक परिष्कृत प्रणाली है जिसे कार्यात्मक और पैरामीट्रिक दोषों के लिए PCBA सहित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का स्वचालित रूप से परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक अत्यधिक कुशल और सटीक रोबोटिक निरीक्षक की कल्पना करें जो सर्किट बोर्ड पर प्रत्येक घटक और कनेक्शन की सावधानीपूर्वक जांच करता है। अनिवार्य रूप से ATE यही करता है। ये सिस्टम परीक्षण के तहत डिवाइस (DUT) पर विशिष्ट उत्तेजनाओं को लागू करने और इसकी प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए सॉफ्टवेयर-नियंत्रित इंस्ट्रूमेंटेशन का उपयोग करते हैं।

फिर मापी गई प्रतिक्रियाओं की तुलना अपेक्षित मूल्यों से की जाती है, जिससे सिस्टम को यह जल्दी से निर्धारित करने की अनुमति मिलती है कि DUT सही ढंग से काम कर रहा है या नहीं। यह स्वचालित प्रक्रिया मैनुअल विधियों की तुलना में परीक्षण के समय को काफी कम कर देती है और परीक्षण सटीकता और दोहराव में नाटकीय रूप से सुधार करती है। संक्षेप में, ATE इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की गुणवत्ता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जिन पर हम दैनिक रूप से निर्भर करते हैं, स्मार्टफोन से लेकर चिकित्सा उपकरणों तक। यह एक गेटकीपर के रूप में कार्य करता है, जो दोषपूर्ण उत्पादों को बाजार तक पहुंचने से रोकता है और यह सुनिश्चित करता है कि केवल उच्च गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रॉनिक्स ही हमारे हाथों में आएं।

PCBA के लिए ATE के प्रकार

PCBA परीक्षण में कई प्रकार के ATE सिस्टम का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी ताकत और कमजोरियां हैं। आइए कुछ सबसे आम लोगों का पता लगाएं:

इन-सर्किट टेस्टर (ICT)

इन-सर्किट टेस्टर, या ICT, सोल्डरिंग के बाद व्यक्तिगत रूप से PCBA पर प्रत्येक घटक की जांच करने वाले सावधानीपूर्वक जासूसों की तरह हैं। वे एक विशेष स्थिरता का उपयोग करते हैं जिसे "नाखूनों का बिस्तर" के रूप में जाना जाता है - स्प्रिंग-लोडेड पिन वाला एक प्लेटफ़ॉर्म जो बोर्ड पर विशिष्ट परीक्षण बिंदुओं के साथ संपर्क बनाता है। ICT प्रतिरोधों, कैपेसिटर, इंडक्टर्स और अन्य घटकों के मूल्य को माप सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे निर्दिष्ट सहनशीलता के भीतर हैं। वे सामान्य विनिर्माण दोषों जैसे शॉर्ट्स, ओपन और गलत घटक प्लेसमेंट का भी पता लगा सकते हैं।

इसे क्रिसमस लाइट की एक श्रृंखला में प्रत्येक लाइट बल्ब का व्यक्तिगत रूप से परीक्षण करने जैसा समझें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे सभी सही ढंग से काम कर रहे हैं। विनिर्माण दोषों की पहचान करने के लिए अत्यधिक प्रभावी होने के दौरान, ICT की सीमाएँ हैं। वे पूरे सर्किट की समग्र कार्यक्षमता का परीक्षण नहीं कर सकते हैं, और उन्हें बड़ी संख्या में परीक्षण बिंदुओं की आवश्यकता हो सकती है, जो घनी पैक वाले बोर्डों के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

फ्लाइंग प्रोब टेस्टर

फ्लाइंग प्रोब टेस्टर PCBA परीक्षण के लिए अधिक लचीला दृष्टिकोण प्रदान करते हैं। ICT के विपरीत, वे एक निश्चित "नाखूनों के बिस्तर" पर निर्भर नहीं होते हैं। इसके बजाय, वे दो या दो से अधिक जांचों का उपयोग करते हैं जो PCBA के चारों ओर घूमती हैं, आवश्यकतानुसार परीक्षण बिंदुओं के साथ संपर्क बनाती हैं। यह चपलता उन्हें कम मात्रा में उत्पादन और प्रोटोटाइप परीक्षण के लिए आदर्श बनाती है, क्योंकि उन्हें प्रत्येक बोर्ड प्रकार के लिए एक समर्पित स्थिरता की आवश्यकता नहीं होती है।

फ्लाइंग प्रोब टेस्टर ICT के समान परीक्षण कर सकते हैं, जैसे कि घटक मूल्यों को मापना और शॉर्ट्स और ओपन का पता लगाना। हालाँकि, वे आम तौर पर ICT की तुलना में धीमे होते हैं। ट्रेड-ऑफ गति के लिए लचीलापन है। वे विशेष रूप से लगातार डिज़ाइन परिवर्तनों से निपटने के दौरान उपयोगी होते हैं, क्योंकि टेस्टर को फिर से प्रोग्राम करना एक नई स्थिरता बनाने की तुलना में बहुत आसान है।

कार्यात्मक सर्किट टेस्टर (FCT)

कार्यात्मक सर्किट टेस्टर, या FCT, परीक्षण के लिए एक समग्र दृष्टिकोण अपनाते हैं। व्यक्तिगत घटकों की जांच करने के बजाय, वे इकट्ठे PCBA की समग्र कार्यक्षमता का आकलन करते हैं। FCT बोर्ड के वास्तविक ऑपरेटिंग वातावरण का अनुकरण करते हैं, कार्यात्मक इनपुट लागू करते हैं और यह सत्यापित करने के लिए आउटपुट को मापते हैं कि यह इच्छानुसार प्रदर्शन करता है।

उदाहरण के लिए, यदि PCBA को एक डिजिटल घड़ी के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो FCT उन संकेतों का अनुकरण करेगा जो घड़ी को उसके अंतिम अनुप्रयोग में प्राप्त होंगे और जांचेंगे कि आउटपुट (जैसे, डिस्प्ले, टाइमकीपिंग) सही हैं या नहीं। इस प्रकार का परीक्षण उन दोषों का पता लगा सकता है जिन्हें ICT याद कर सकते हैं, जैसे कि समय संबंधी समस्याएं और कार्यात्मक विफलताएं जो केवल तभी स्पष्ट होती हैं जब पूरा सर्किट काम कर रहा हो। FCT का उपयोग अक्सर किसी उत्पाद को शिप किए जाने से पहले अंतिम "अनुमोदन की मुहर" के रूप में किया जाता है।

बर्न-इन टेस्टिंग सिस्टम

PCBA में शुरुआती जीवन की विफलताओं की पहचान करने के लिए बर्न-इन परीक्षण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक तनाव परीक्षण की तरह है, जो किसी भी कमजोर घटकों को खत्म करने के लिए उन्हें उनकी सीमा तक धकेलता है। बर्न-इन सिस्टम में आमतौर पर एक ओवन या कक्ष होता है जो एक नियंत्रित, ऊंचा तापमान बनाए रखता है। बोर्डों को चालू किया जाता है और इस "बर्न-इन" अवधि के दौरान कार्यात्मक परीक्षणों के अधीन किया जाता है।

यह प्रक्रिया घटकों की उम्र बढ़ने में तेजी लाने में मदद करती है, जिससे अव्यक्त दोष वाले घटक जल्दी विफल हो जाते हैं। इन कमजोर घटकों की पहचान और उन्मूलन करके, बर्न-इन परीक्षण इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की दीर्घकालिक विश्वसनीयता में काफी सुधार करता है। बर्न-इन प्रक्रिया की अवधि और तापमान उत्पाद आवश्यकताओं और उद्योग मानकों के आधार पर सावधानीपूर्वक निर्धारित किए जाते हैं।

स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI)

स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण, या AOI, सिस्टम ATE दुनिया की "आंखें" हैं। वे दोषों के लिए PCBA का नेत्रहीन निरीक्षण करने के लिए कैमरों और परिष्कृत छवि प्रसंस्करण सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं। AOI सिस्टम लापता घटकों, गलत घटक अभिविन्यास, सोल्डर ब्रिज और अपर्याप्त सोल्डर जैसे मुद्दों का तुरंत पता लगा सकते हैं।

इसे एक उच्च गति वाली दृश्य गुणवत्ता जांच के रूप में सोचें जो छोटी से छोटी खामियों को भी देख सकती है। AOI का उपयोग अक्सर सकल विनिर्माण दोषों की पहचान करने के लिए पहले-पास निरीक्षण के रूप में किया जाता है, जो स्पष्ट समस्याओं को पकड़ने का एक त्वरित और कुशल तरीका प्रदान करता है। उन्नत AOI सिस्टम 3D निरीक्षण भी कर सकते हैं, घटक ऊंचाई और सोल्डर संयुक्त मात्रा को मापकर अधिक व्यापक मूल्यांकन प्रदान करते हैं।

एक्स-रे निरीक्षण प्रणाली

एक्स-रे निरीक्षण प्रणाली हमें PCBA की सतह के नीचे छिपी दुनिया में ले जाती है। वे बोर्ड की आंतरिक संरचना की छवियां बनाने के लिए एक्स-रे का उपयोग करते हैं, जिससे नग्न आंखों से अदृश्य दोषों का पता चलता है। यह विशेष रूप से बॉल ग्रिड एरे (BGA) पैकेज और छिपे हुए सोल्डर कनेक्शन वाले अन्य घटकों का निरीक्षण करने के लिए उपयोगी है।

एक्स-रे निरीक्षण सोल्डर जोड़ों में शून्य, आंतरिक शॉर्ट्स और गलत संरेखित घटकों जैसे मुद्दों का पता लगा सकता है। 2D और 3D दोनों एक्स-रे सिस्टम उपलब्ध हैं, 3D सिस्टम आंतरिक संरचना का अधिक विस्तृत और व्यापक दृश्य प्रदान करते हैं, जिससे अधिक गहन विश्लेषण की अनुमति मिलती है।

ATE सिस्टम के मुख्य घटक

ATE सिस्टम जटिल मशीनें हैं जो कई प्रमुख घटकों से बनी हैं जो एक साथ निर्बाध रूप से काम करती हैं:

• परीक्षण उपकरण: यह ATE सिस्टम का दिल है, जो PCBA का परीक्षण करने के लिए आवश्यक उपकरण प्रदान करता है। इसमें बोर्ड को सक्रिय करने के लिए बिजली की आपूर्ति, परीक्षण संकेत बनाने के लिए सिग्नल जनरेटर, वोल्टेज और करंट को मापने के लिए डिजिटल मल्टीमीटर (DMM), तरंगों का विश्लेषण करने के लिए ऑसिलोस्कोप और अन्य विशेष उपकरण शामिल हैं।
• स्विचिंग सिस्टम: ये ATE सिस्टम के ट्रैफिक कंट्रोलर के रूप में कार्य करते हैं, जो परीक्षण उपकरणों और DUT पर विभिन्न परीक्षण बिंदुओं के बीच संकेतों को रूट करते हैं। वे कई परीक्षण बिंदुओं को सीमित संख्या में उपकरणों से जोड़ने की अनुमति देते हैं, जिससे संसाधन उपयोग का अनुकूलन होता है।
• टेस्ट फिक्स्चर: ये एटीई सिस्टम और डीयूटी के बीच भौतिक इंटरफ़ेस प्रदान करते हैं। आईसीटी के लिए, यह “नाखूनों का बिस्तर” फिक्स्चर है, जबकि कार्यात्मक परीक्षक बोर्ड से कनेक्ट करने के लिए एज कनेक्टर्स या कस्टम केबलों का उपयोग कर सकते हैं।
• सॉफ्टवेयर और प्रोग्रामिंग: एटीई सिस्टम का दिमाग। यह सॉफ्टवेयर परीक्षण अनुक्रम को परिभाषित करता है, उपकरण सेटिंग्स को नियंत्रित करता है, और पास/फेल मानदंड सेट करता है। परीक्षण कार्यक्रम अक्सर C++, Python, या विशेष परीक्षण भाषाओं जैसी भाषाओं में लिखे जाते हैं।

PCBA परीक्षण में ATE कैसे काम करता है

ATE का उपयोग करके PCBAs के परीक्षण की प्रक्रिया में कई प्रमुख चरण शामिल हैं:

टेस्ट प्रोग्राम डेवलपमेंट

एक परीक्षण कार्यक्रम बनाना पहला महत्वपूर्ण कदम है। परीक्षण इंजीनियर पीसीबीए के डिजाइन विनिर्देशों और परीक्षण आवश्यकताओं के आधार पर इन कार्यक्रमों को विकसित करते हैं। कार्यक्रम परीक्षणों के सटीक अनुक्रम, लागू किए जाने वाले उत्तेजनाओं और एक स्वस्थ बोर्ड से अपेक्षित प्रतिक्रियाओं को परिभाषित करता है। इसके लिए पीसीबीए की कार्यक्षमता और एटीई सिस्टम की क्षमताओं दोनों की गहरी समझ की आवश्यकता होती है। अक्सर, इन कार्यक्रमों में पता लगाए गए किसी भी विफलता के मूल कारण को इंगित करने के लिए नैदानिक ​​रूटीन भी शामिल होते हैं।

फिक्स्चर डिजाइन और फैब्रिकेशन

परीक्षण फिक्स्चर एक महत्वपूर्ण घटक है जो एटीई सिस्टम और डीयूटी के बीच एक विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है। आईसीटी के लिए, इसमें स्प्रिंग-लोडेड जांच (पोगो पिन) के साथ एक “नाखूनों का बिस्तर” फिक्स्चर डिजाइन करना शामिल है, जो पीसीबीए पर विशिष्ट परीक्षण बिंदुओं से संपर्क करने के लिए सटीक रूप से स्थित है। कार्यात्मक परीक्षण फिक्स्चर एज कनेक्टर्स, कस्टम केबलों या विधियों के संयोजन का उपयोग कर सकते हैं। फिक्स्चर डिजाइन के लिए जांच प्लेसमेंट, सिग्नल अखंडता और यांत्रिक स्थिरता पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है। सटीकता और स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए इन फिक्स्चर को आमतौर पर सटीक मशीनिंग और असेंबली तकनीकों का उपयोग करके बनाया जाता है।

टेस्ट एग्जीक्यूशन, डेटा एनालिसिस और इंटरप्रिटेशन

एक बार जब पीसीबीए को परीक्षण फिक्स्चर में रखा जाता है, तो परीक्षण कार्यक्रम निष्पादित किया जाता है। एटीई सिस्टम कार्रवाई में आ जाता है, निर्दिष्ट उत्तेजनाओं को लागू करता है और सावधानीपूर्वक प्रतिक्रियाओं को मापता है। फिर इस डेटा की तुलना परीक्षण कार्यक्रम में परिभाषित अपेक्षित मूल्यों से की जाती है। परीक्षण परिणाम ऑपरेटर को प्रदर्शित किए जाते हैं, यह स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि बोर्ड पास हुआ या विफल। लेकिन प्रक्रिया यहीं समाप्त नहीं होती है।

डेटा एनालिसिस

एटीई सिस्टम डेटा पावरहाउस हैं, जो परीक्षण के दौरान भारी मात्रा में जानकारी एकत्र करते हैं। यह डेटा रुझानों, पैटर्न और संभावित प्रक्रिया सुधारों की पहचान करने के लिए एक सोने की खान है। अपेक्षित प्रदर्शन से किसी भी विचलन का पता लगाने के लिए परीक्षण परिणामों की निगरानी के लिए अक्सर सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण (एसपीसी) तकनीकों का उपयोग किया जाता है। जब विफलताएं होती हैं, तो दोषों के मूल कारण का पता लगाने के लिए विस्तृत विफलता विश्लेषण किया जाता है।

डेटा इंटरप्रिटेशन और एक्शनएबल इनसाइट्स

एटीई डेटा की व्याख्या करने के लिए परीक्षण प्रक्रिया और पीसीबीए की कार्यक्षमता दोनों में विशेषज्ञता के मिश्रण की आवश्यकता होती है। परीक्षण इंजीनियर दोष पैदा करने वाले विशिष्ट घटकों या प्रक्रियाओं की पहचान करने के लिए विफलता लॉग, पैरामीट्रिक माप और अन्य डेटा बिंदुओं में गहराई से उतरते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि कोई विशेष घटक लगातार सोल्डर संयुक्त परीक्षण में विफल रहता है, तो यह रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल को समायोजित करने या घटक की सोल्डरबिलिटी में सुधार करने की आवश्यकता का संकेत दे सकता है। इस मूल्यवान जानकारी का उपयोग विनिर्माण प्रक्रिया को परिष्कृत करने, डिजाइनों को अनुकूलित करने और अंततः उत्पाद की गुणवत्ता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

आइए इस बात पर गहराई से विचार करें कि हम एटीई डेटा का विश्लेषण करने के लिए उन्नत सांख्यिकीय विधियों का उपयोग कैसे कर सकते हैं। एक शक्तिशाली तकनीक है पारेटो विश्लेषण, जो सबसे महत्वपूर्ण दोष प्रकारों की पहचान करने में मदद करता है। पारेटो चार्ट पर विभिन्न दोष प्रकारों की आवृत्ति को प्लॉट करके, हम जल्दी से देख सकते हैं कि कौन से मुद्दे सबसे अधिक समस्याएं पैदा कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, हम पा सकते हैं कि हमारे 80% दोष सोल्डर पुलों और लापता घटकों के कारण हैं। यह हमें इन महत्वपूर्ण क्षेत्रों पर अपने सुधार प्रयासों को केंद्रित करने की अनुमति देता है।

एक और मूल्यवान उपकरण है वीबुल वितरण, जो विशेष रूप से बर्न-इन परीक्षण से विश्वसनीयता डेटा का विश्लेषण करने के लिए उपयोगी है। वीबुल वितरण घटकों के समय-से-विफलता को मॉडल करने और हमारे उत्पादों की दीर्घकालिक विश्वसनीयता की भविष्यवाणी करने में हमारी मदद कर सकता है। वीबुल वितरण के आकार और पैमाने के मापदंडों का विश्लेषण करके, हम प्रमुख विफलता तंत्र में अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं और तदनुसार अपनी बर्न-इन प्रक्रिया को अनुकूलित कर सकते हैं।

PCBA परीक्षण में ATE का उपयोग करने के लाभ

पीसीबीए परीक्षण में एटीई का उपयोग करने के कई फायदे हैं:

• बढ़ी हुई टेस्ट थ्रूपुट: एटीई सिस्टम मैनुअल परीक्षण की तुलना में पीसीबीए का बहुत तेजी से परीक्षण कर सकते हैं, जिससे उत्पादन आउटपुट में काफी वृद्धि होती है।
• बेहतर टेस्ट कवरेज: एटीई मैनुअल विधियों की तुलना में परीक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला कर सकता है, यह सुनिश्चित करता है कि अधिक संभावित दोषों का पता लगाया जाए।
• बढ़ी हुई सटीकता और दोहराव: एटीई सिस्टम लगातार और सटीक परीक्षण परिणाम देते हैं, जिससे मानवीय त्रुटि का जोखिम समाप्त हो जाता है।
• श्रम लागत में कमी: स्वचालन मैनुअल परीक्षण की आवश्यकता को कम करता है, जिससे श्रम लागत में महत्वपूर्ण बचत होती है।
• डेटा लॉगिंग और पता लगाने की क्षमता: एटीई सिस्टम स्वचालित रूप से परीक्षण परिणामों को लॉग करते हैं, जो प्रक्रिया सुधार के लिए मूल्यवान डेटा प्रदान करते हैं और पता लगाने की क्षमता सुनिश्चित करते हैं।

एटीई में परीक्षण कवरेज को समझना

एटीई में परीक्षण कवरेज एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। यह उस सीमा को संदर्भित करता है जिस हद तक एक पीसीबीए का संभावित दोषों के लिए परीक्षण किया जाता है, जिसे अक्सर कुल संभावित दोषों के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है जिसे पता लगाया जा सकता है। उत्पाद की गुणवत्ता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए उच्च परीक्षण कवरेज आवश्यक है। लेकिन हम इसे कैसे प्राप्त करते हैं?

दोष स्पेक्ट्रम विश्लेषण

यह एक पीसीबीए में होने वाले दोषों के प्रकारों की पहचान करने की एक विधि है। इसमें संभावित विफलता तंत्रों को निर्धारित करने के लिए विनिर्माण प्रक्रिया, घटक प्रकारों और डिज़ाइन विशेषताओं का गहन विश्लेषण शामिल है। सामान्य दोष प्रकारों में शॉर्ट्स, ओपन, गलत घटक मान, गायब घटक और कार्यात्मक विफलताएं शामिल हैं। दोष स्पेक्ट्रम को समझने से उपयुक्त एटीई तकनीकों का चयन करने और परीक्षण कवरेज को अनुकूलित करने में मदद मिलती है।

परीक्षण बिंदु चयन रणनीतियाँ

परीक्षण बिंदु पीसीबीए पर विशिष्ट स्थान होते हैं जहां विद्युत माप किए जा सकते हैं। उच्च परीक्षण कवरेज प्राप्त करने के लिए सही परीक्षण बिंदुओं का चयन महत्वपूर्ण है। रणनीतियों का उद्देश्य उपयोग किए गए परीक्षण बिंदुओं की संख्या को कम करते हुए दोष का पता लगाने को अधिकतम करना है। विचार करने योग्य कारकों में घटक पहुंच, सिग्नल अखंडता और एटीई सिस्टम की क्षमताएं शामिल हैं। टेस्टेबिलिटी (डीएफटी) दिशानिर्देशों के लिए डिज़ाइन अक्सर पूरी तरह से परीक्षण सुनिश्चित करने के लिए सभी महत्वपूर्ण नेट और घटक पिन पर परीक्षण बिंदु रखने की सलाह देते हैं।

जटिल पीसीबीए के लिए उन्नत एटीई तकनीकें

जैसे-जैसे पीसीबीए तेजी से जटिल होते जा रहे हैं, उनकी गुणवत्ता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए उन्नत परीक्षण तकनीकों की आवश्यकता है।

बाउंड्री स्कैन परीक्षण

बाउंड्री स्कैन, जिसे आईईईई 1149.1 या जेटीएजी के रूप में भी जाना जाता है, एक पीसीबीए पर एकीकृत सर्किट (आईसी) के बीच इंटरकनेक्शन का परीक्षण करने के लिए एक शक्तिशाली विधि है। यह उनके पिन पर संकेतों को नियंत्रित और देखने के लिए आईसी के भीतर एम्बेडेड विशेष परीक्षण तर्क का उपयोग करता है। यह आईसी के बीच कनेक्शन में शॉर्ट्स, ओपन और अन्य दोषों का पता लगाने की अनुमति देता है, भले ही परीक्षण बिंदुओं तक भौतिक पहुंच सीमित हो। बाउंड्री स्कैन विशेष रूप से जटिल, उच्च-घनत्व वाले पीसीबीए के परीक्षण के लिए उपयोगी है, और व्यापक परीक्षण कवरेज प्रदान करने के लिए इसे अन्य एटीई तकनीकों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

बिल्ट-इन सेल्फ-टेस्ट (बीआईएसटी)

बीआईएसटी एक तकनीक है जहां एक पीसीबीए या आईसी को स्वयं का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विशेष सर्किटरी जोड़ी जाती है जो परीक्षण पैटर्न उत्पन्न करती है और प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण करती है, जिससे डिवाइस को अपनी कार्यक्षमता की जांच करने की अनुमति मिलती है। बीआईएसटी का उपयोग डिजिटल सर्किट, मेमोरी डिवाइस और अन्य घटकों का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है। यह बाहरी एटीई की आवश्यकता को कम कर सकता है, खासकर इन-फील्ड परीक्षण और निदान के लिए। परीक्षण दक्षता में सुधार और परीक्षण समय को कम करने के लिए बीआईएसटी को एटीई के साथ भी जोड़ा जा सकता है।

सिस्टम-स्तरीय परीक्षण

सिस्टम-स्तरीय परीक्षण में पीसीबीए को एक बड़े सिस्टम के हिस्से के रूप में परीक्षण करना शामिल है। यह सत्यापित करता है कि पीसीबीए अन्य घटकों के साथ सही ढंग से इंटरैक्ट करता है और समग्र सिस्टम के भीतर अपने इच्छित कार्य को करता है। सिस्टम-स्तरीय परीक्षण एकीकरण मुद्दों और कार्यात्मक विफलताओं का पता लगा सकता है जो निचले-स्तरीय परीक्षणों द्वारा नहीं पकड़े जा सकते हैं। इसके लिए अक्सर विशेष परीक्षण उपकरण और सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होती है जो सिस्टम वातावरण को यथार्थवादी रूप से अनुकरण कर सके।

सिग्नल इंटीग्रिटी, पावर इंटीग्रिटी और थर्मल टेस्टिंग

ये विशेष परीक्षण आधुनिक पीसीबीए प्रदर्शन के महत्वपूर्ण पहलुओं को संबोधित करते हैं।

सिग्नल इंटीग्रिटी टेस्टिंग

यह सुनिश्चित करता है कि सिग्नल अत्यधिक विकृति, प्रतिबिंब या क्रॉसस्टॉक के बिना पीसीबीए में सही ढंग से प्रसारित होते हैं। इसमें प्रतिबाधा, वृद्धि समय और आंख आरेख जैसे मापदंडों को मापना शामिल है। टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर (टीडीआर) और वेक्टर नेटवर्क एनालाइजर (वीएनए) जैसे विशेष एटीई उपकरण का उपयोग किया जाता है। उच्च गति वाले डिजिटल और आरएफ सर्किट के लिए सिग्नल अखंडता महत्वपूर्ण है।

पावर इंटीग्रिटी टेस्टिंग

यह सत्यापित करता है कि पीसीबीए पर पावर डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क (पीडीएन) सभी घटकों को स्वच्छ और स्थिर शक्ति प्रदान करता है। इसमें डीसी वोल्टेज ड्रॉप, एसी रिपल और क्षणिक प्रतिक्रिया जैसे मापदंडों को मापना शामिल है। पावर इंटीग्रिटी का विश्लेषण करने के लिए विशेष जांच और इंस्ट्रूमेंटेशन का उपयोग किया जाता है। यह बिजली से संबंधित विफलताओं को रोकने और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

थर्मल टेस्टिंग

यह ऑपरेटिंग परिस्थितियों में पीसीबीए के थर्मल प्रदर्शन का आकलन करता है। इसमें थर्मल कैमरों या सेंसर का उपयोग करके घटकों और पीसीबी के तापमान को मापना शामिल है। थर्मल हॉटस्पॉट और संभावित विश्वसनीयता मुद्दों की पहचान करने के लिए थर्मल परीक्षण को बर्न-इन परीक्षण के साथ जोड़ा जा सकता है। यह पीसीबीए के थर्मल डिजाइन को अनुकूलित करने और ओवरहीटिंग को रोकने में मदद करता है, जिससे समय से पहले विफलताएं हो सकती हैं।

पीसीबीए परीक्षण के लिए सही एटीई चुनना

उपयुक्त एटीई सिस्टम का चयन एक महत्वपूर्ण निर्णय है जो पीसीबीए परीक्षण की दक्षता और प्रभावशीलता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है।

विचार करने योग्य कारक

एटीई सिस्टम चुनते समय कई कारकों पर विचार किया जाना चाहिए:

पीसीबीए जटिलता

घटक घनत्व, सिग्नल गति और एनालॉग या मिश्रित-सिग्नल सर्किट की उपस्थिति सहित पीसीबीए की जटिलता, एटीई की पसंद को प्रभावित करेगी। अधिक जटिल बोर्डों को अधिक परिष्कृत परीक्षण क्षमताओं की आवश्यकता हो सकती है।

उत्पादन मात्रा

उच्च-मात्रा उत्पादन आम तौर पर आईसीटी सिस्टम की उच्च लागत को सही ठहराता है, जो तेजी से परीक्षण गति प्रदान करते हैं। कम मात्रा का उत्पादन अधिक लचीले लेकिन धीमे फ्लाइंग प्रोब परीक्षकों के लिए बेहतर अनुकूल हो सकता है।

परीक्षण आवश्यकताएँ

आवश्यक विशिष्ट प्रकार के परीक्षण (जैसे, इन-सर्किट, कार्यात्मक, बाउंड्री स्कैन) आवश्यक एटीई क्षमताओं का निर्धारण करेंगे।

बजट

एटीई सिस्टम की प्रारंभिक लागत, साथ ही चल रहे प्रोग्रामिंग और रखरखाव लागतों पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।

लचीलापन

एटीई सिस्टम की डिजाइन परिवर्तनों के अनुकूल होने और नए उत्पादों का परीक्षण करने की क्षमता एक महत्वपूर्ण कारक है, खासकर तेजी से विकसित हो रहे उद्योगों में।

विभिन्न एटीई प्रकारों की तुलना करना

विभिन्न एटीई प्रकारों की तुलना करते समय, उनकी ताकत और कमजोरियों का आकलन करना आवश्यक है:

आईसीटी बनाम फ्लाइंग प्रोब

आईसीटी उच्च थ्रूपुट प्रदान करता है लेकिन प्रत्येक बोर्ड प्रकार के लिए समर्पित फिक्स्चर की आवश्यकता होती है। फ्लाइंग प्रोब अधिक लचीला है और डिजाइन परिवर्तनों के अनुकूल है लेकिन धीमा है।

आईसीटी बनाम एफसीटी

आईसीटी व्यक्तिगत घटकों के परीक्षण पर केंद्रित है, जबकि एफसीटी बोर्ड की समग्र कार्यक्षमता का परीक्षण करता है।

एओआई बनाम एक्स-रे

एओआई बोर्ड की सतह पर दृश्य दोषों का पता लगाता है, जबकि एक्स-रे सतह के नीचे छिपे दोषों का पता लगा सकता है।

अक्सर, इष्टतम विकल्प में व्यापक परीक्षण कवरेज प्राप्त करने के लिए विभिन्न एटीई प्रकारों का संयोजन शामिल होता है। उदाहरण के लिए, एक निर्माता प्रारंभिक स्क्रीनिंग के लिए एओआई का उपयोग कर सकता है, इसके बाद घटक-स्तरीय परीक्षण के लिए आईसीटी, और अंत में कार्यात्मक सत्यापन के लिए एफसीटी का उपयोग कर सकता है।

लागत विश्लेषण और निवेश पर प्रतिफल (आरओआई)

एटीई में निवेश करते समय एक संपूर्ण लागत विश्लेषण आवश्यक है।

प्रारंभिक निवेश

इसमें एटीई सिस्टम की लागत, साथ ही किसी भी आवश्यक फिक्स्चर और सॉफ्टवेयर शामिल हैं।

प्रोग्रामिंग लागत

इसमें परीक्षण कार्यक्रमों को विकसित करने और बनाए रखने की लागत शामिल है, जो पीसीबीए और एटीई सिस्टम की जटिलता के आधार पर भिन्न हो सकती है।

रखरखाव लागत

इसमें नियमित अंशांकन, मरम्मत और एटीई सिस्टम को सुचारू रूप से चलाने के लिए स्पेयर पार्ट्स की लागत शामिल है।

श्रम बचत

स्वचालन से मैनुअल परीक्षण की आवश्यकता कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप समय के साथ श्रम लागत में महत्वपूर्ण बचत होती है।

उपज सुधार

विनिर्माण प्रक्रिया में शुरुआती दोषों का पता लगाकर, एटीई उत्पाद की उपज में काफी सुधार कर सकता है, जिससे स्क्रैप और रीवर्क लागत कम हो जाती है।

आरओआई गणना

आरओआई की गणना शुद्ध लाभ (लागत बचत और उपज सुधार) को स्वामित्व की कुल लागत (टीसीओ) से विभाजित करके की जाती है। टीसीओ में एटीई प्रणाली के जीवनकाल में प्रारंभिक निवेश, प्रोग्रामिंग और रखरखाव सहित सभी लागतें शामिल हैं। एक सकारात्मक आरओआई इंगित करता है कि एटीई निवेश वित्तीय रूप से फायदेमंद है।

आइए आरओआई की गणना में गहराई से उतरें। यहां एक चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका दी गई है:

1. एटीई के बिना दोषों की वार्षिक लागत का अनुमान लगाएं: इसमें स्क्रैप, रीवर्क और संभावित फील्ड विफलताओं की लागत शामिल है। आप ऐतिहासिक डेटा या उद्योग बेंचमार्क के आधार पर इसका अनुमान लगा सकते हैं।
2. एटीई के साथ दोषों की वार्षिक लागत का अनुमान लगाएं: यह एटीई के बिना लागत से काफी कम होना चाहिए, क्योंकि एटीई दोषों को जल्दी पकड़ने में मदद करता है।
3. वार्षिक लागत बचत की गणना करें: एटीई के बिना दोषों की अनुमानित लागत को एटीई के साथ लागत से घटाएं।
4. वार्षिक श्रम बचत का अनुमान लगाएं: मैनुअल परीक्षण और स्वचालित परीक्षण के बीच श्रम लागत में अंतर की गणना करें।
5. कुल वार्षिक लाभों की गणना करें: वार्षिक लागत बचत और वार्षिक श्रम बचत जोड़ें।
6. एटीई प्रणाली के स्वामित्व की कुल लागत (टीसीओ) का अनुमान लगाएं: इसमें प्रारंभिक निवेश, वार्षिक प्रोग्रामिंग लागत और वार्षिक रखरखाव लागत शामिल है, जो एटीई प्रणाली के अपेक्षित जीवनकाल में अनुमानित है।
7. शुद्ध लाभों की गणना करें: एटीई प्रणाली के जीवनकाल से गुणा किए गए कुल वार्षिक लाभों से टीसीओ घटाएं।
8. आरओआई की गणना करें: शुद्ध लाभों को टीसीओ से विभाजित करें।

उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि एक कंपनी का अनुमान है कि एटीई के बिना, उन्हें सालाना $500,000 दोष-संबंधी लागतों में खर्च होते हैं। एटीई के साथ, वे इस लागत को $100,000 तक गिरने का अनुमान लगाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वार्षिक लागत बचत में $400,000 होती है। वे वार्षिक श्रम बचत में $100,000 का भी अनुमान लगाते हैं। कुल वार्षिक लाभ $500,000 होगा।

यदि एटीई प्रणाली का टीसीओ अपने पांच साल के जीवनकाल में $1,000,000 है, तो शुद्ध लाभ ($500,000 * 5) – $1,000,000 = $1,500,000 होगा। आरओआई $1,500,000 / $1,000,000 = 1.5, या 150% होगा। यह निवेश पर एक मजबूत रिटर्न इंगित करता है।

परीक्षण कवरेज और लागत को संतुलित करना

अब, आइए परीक्षण कवरेज और लागत को संतुलित करने के महत्वपूर्ण पहलू पर चर्चा करें। हर संभव दोष के लिए परीक्षण करना हमेशा संभव या लागत प्रभावी नहीं होता है। हमें इस संतुलन को अनुकूलित करने के लिए एक रणनीतिक दृष्टिकोण की आवश्यकता है। यहां एक निर्णय लेने का मॉडल दिया गया है:

1. जोखिम मूल्यांकन: पीसीबीए के सबसे महत्वपूर्ण घटकों और कार्यों की पहचान करें। उत्पाद प्रदर्शन, सुरक्षा और ग्राहक संतुष्टि पर इन क्षेत्रों में विफलताओं के संभावित प्रभाव पर विचार करें।
2. परीक्षणों को प्राथमिकता दें: जोखिम मूल्यांकन के आधार पर, उन परीक्षणों को प्राथमिकता दें जो सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों को संबोधित करते हैं। उन परीक्षणों पर ध्यान केंद्रित करें जिनमें महत्वपूर्ण परिणाम हो सकते हैं जो दोषों का पता लगाने की उच्चतम संभावना है।
3. लागत-लाभ विश्लेषण: प्रत्येक परीक्षण के लिए, इसकी लागत (प्रोग्रामिंग, फिक्स्चर, परीक्षण समय) का मूल्यांकन इसके संभावित लाभों (दोष का पता लगाने, बेहतर उपज, कम फील्ड विफलताएं) के मुकाबले करें।
4. दोष से बचने की दर: विभिन्न परीक्षण रणनीतियों के लिए दोषों से बचने की संभावना का अनुमान लगाएं। फील्ड विफलताओं की लागत पर विचार करें और अतिरिक्त परीक्षण की लागत के खिलाफ इसका वजन करें।
5. पुनरावर्ती अनुकूलन: लगातार परीक्षण परिणामों की निगरानी करें, दोष से बचने की दरों का विश्लेषण करें, और परीक्षण कवरेज और लागत के बीच संतुलन को अनुकूलित करने के लिए परीक्षण रणनीति को परिष्कृत करें।

उदाहरण के लिए, एक चिकित्सा उपकरण निर्माता महत्वपूर्ण जीवन-समर्थन कार्यों में शामिल घटकों के लिए परीक्षणों को प्राथमिकता दे सकता है, भले ही ये परीक्षण अधिक महंगे हों। वे समग्र परीक्षण लागत को बजट के भीतर रखने के लिए कम महत्वपूर्ण कार्यों के लिए थोड़ी अधिक दोष से बचने की दर स्वीकार कर सकते हैं।