Hi Pot: практическое руководство по автоматической проверке пробоя диэлектрика.

АННОТАЦИЯ.

Сборка печатных плат (PCB) становится все более сложной. При этом количество слоев увеличивается, но общая толщина остается прежней. Благодаря этому уменьшаются проводящие конструкции и уменьшаются диэлектрические слои. Когда это происходит, возникают большие опасения относительно того, как эти конструкции смогут выдерживать более высокое напряжение. OEM-производители предъявляют более строгие требования к диэлектрической стойкости. В этом документе будет описано, как отрасль электрических испытаний справляется с этими требованиями и предлагает решения, позволяющие им соответствовать. В IPC указаны методы, например TM-650 и IPC-6012, но это просто рекомендации. В этом документе будут подробно рассмотрены эти требования относительно условий из спецификации TM-650. В документе также будут описаны возможности тестирования диэлектрического пробоя (HiPot).

В документе будут изложены:

• Ручное тестирование.
• Тестирование с помощью прибора.
• Полное автоматизированное тестирование.

Будут изучены напряжения, задержки, линейное изменение и ограничения тока. В документе будут дополнительно экстраполированы для ознакомления OEM-производителями полные рекомендации относительно того, для чего предназначено тестирование HiPot, и чем оно отличается от высокопотенциального индивидуального сетевого тестирования. Справочные характеристики изложены в IPC-6012, ТМ-650, IPC -9252А Аннотация 2.

Автоматизированная проверка.

В этом документе описываются возможности автоматизации ручной проверки ошибок электрических испытаний с помощью электрического испытательного оборудования. Во многих случаях неисправности электрического испытательного оборудования требуют ручной проверки. При этом она может ввести ошибки. Ручная проверка может ввести переменные, которые автоматизированное решение может отменить. Автоматизированная проверка реализует комбинацию машин для проверки на «поле гвоздей» и летающих щупов для полной проверки выявленных неисправностей без необходимости вмешательства человека. Это устраняет элемент ручного вмешательства. В этом документе будет подробно рассмотрен процесс автоматизированного тестирования, в котором машины «поля гвоздей» могут быть дополнены оборудованием с летающими щупами, чтобы обеспечить решение для автоматизированного тестирования, полностью управляющего данными. Штрих-коды могут использоваться для привязки испытательных машин к летающим щупам. В этом решении используются операторы для перемещения изделия с одной машины на другую, но база данных автоматически контролирует соответствие или несоответствие продукта. Это обеспечивает эффективное перемещение продукта в ходе операции, а оборудование проверяет продукт без какого-либо вмешательства человека. В этом документе будет описано автоматизированное решение для любой тестовой операции, обеспечивающее эффективность. Конкретикой решения будет лишь блок-схема. Особенности оборудования или процесса определяются OEM-производителем или отдельной операцией. Будут представлены только основные решения.

Пробой диэлектрика.

Пробой диэлектрика, Hi Pot, проверка изоляции.

Это все аббревиатуры одного и того же базового теста. Может ли печатная плата выдержать приложенное к ней напряжение? Однако мы должны понимать разницу между Hi-Pot (диэлектрическим испытанием) и стандартным испытанием высоким напряжением. Испытание на устойчивость к высокому напряжению или диэлектрической стойкости предназначено для проверки изоляции между слоями. Обычно это слои питания и земли или их комбинация. Здесь необходимо провести различие между испытанием диэлектриков и испытанием отдельных сетей высоким напряжением. Тестирование на пробой ДЭ по определению через TM-650 — это проверка изоляции слоев, то есть питания и земли.

Когда указывается этот тест, отрасль предоставляет три места для его проведения.

• А) Ручное тестирование – зонды попарно.
• Б) Полуавтоматическое тестирование – с помощью проводного приспособления.
• В) Полностью автоматизированное – с помощью летающего зонда.

Согласно спецификациям IPC, существуют два основных условия для тестирования Hi-Pot: условие A и условие B.

Основными параметрами, которые следует учитывать, являются: напряжение, время нарастания и время задержки.

Напряжение = потенциал, применимый к тесту. Как указано, это может быть как переменный, так и постоянный ток.

Время нарастания = время в секундах, необходимое для доведения напряжения до необходимого уровня.

Время выдержки = время поддержания напряжения на необходимом уровне.

IPC рекомендует время нарастания равное 1 секунде на 100 В. Выдержка должна составлять 30 секунд.

Итак, как мы будем тестировать? Как и при любом рассмотрении, документ о закупке или мастер-чертеж будут иметь приоритет. Если это не указано, то применяется условие А IPC по умолчанию.

Испытательное напряжение:

500 В постоянного тока.

Время нарастания 5 секунд (1 секунда на 100 Вольт).

Время задержки 30 секунд.

(Условие B IPC — 1000 В постоянного тока, при этом изменение и выдержка остаются прежними)

Помните, что в закупочной документации могут быть предусмотрены другие параметры или мастер-чертежи, которые заменят рекомендации IPC. Теперь, с учетом вышесказанного, каковы наши варианты проведения этого теста? Есть 3 основных метода; ручное зондирование, требующее полной активности оператора для перемещения ; тестирование с помощью приспособлений, позволяющее анализатору перемещать пары без вмешательства оператора; и полная автоматизация, при которой летающие щупы автоматически проверяют все пары.

Ручное тестирование.

Этот метод требует, чтобы оператор вручную запрограммировал анализатор на тестирование пар. Изменение напряжения и выдержка должны программироваться вручную. На рисунке 1 показан этот тип теста. Обратите внимание на ручные щупы, которые будут использоваться для проверки печатной платы.

Расширением этого процесса является тестирование с помощью приспособлений. Он включает в себя приспособление, подключенное к парам, требующим проверки. Это позволяет анализатору автоматически переключаться между парами, требующими проверки. Это выгодно, когда требуется несколько пар. Оператору нужно только поместить плату на приспособление и начать испытание. Затем анализатор автоматически переключится между парами, и оператору не нужно перемещать датчики. На рисунке 2 показано решение этого процесса.

Окончательное решение — полностью автоматизированный тест.

Это обеспечивается летающим щупами. Пары программируются методом смежности для летающими щупами. При наличии надлежащего программного интерфейса анализатора этот тест может значительно сократить время.

В этом случае оператору нужно только загрузить плату в машину и начать испытание. Количество пар, требующих проверки, не имеет значения, поскольку машина выполняет все проверки автоматически. Это позволяет оператору выполнять другие задачи для повышения эффективности всей операции. Рисунок 3 — автоматизированное решение.

Резюме.

Диэлектрическое испытание - плоские слои.

Не включает межсетевое тестирование. Это обозначение не должно быть синонимом испытания отдельных сетей высоким напряжением. Была отраслевая проблема при работе с мастер-чертежами в отношении требований к напряжению. Тестирование диэлектрика на пробой относится только к проверке изоляции между слоями. Для испытаний высоким напряжением в конкретных сетях (обычных в военных целях) его следует обозначить как «Испытания высоким напряжением», а не на пробой ДЭ («Hi-Pot»). Есть разница.

Автоматическая проверка.

В области электрических испытаний проверка неисправностей стала очень важной. Ручная проверка приводит к возможности появления ошибки. Машины для испытания ложем гвоздей или летающими щупами сообщают об ошибках в своих перспективных тестах, которые требуют ручной допроверки.

Сегодня существуют методологии, в которых машины для тестирования могут каталогизировать свои ошибки на общем сервере данных. С помощью этого устройства машины с летающими щупами могут читать эти файлы данных и повторно тестировать печатную плату с обнаруженными ошибками.

Сценарий:

Машина для проверки с ложем гвоздей проверяет и сообщает об ошибках.

Это напечатано на ярлыке ошибки со штрих-кодом. Этот тест можно сканировать с помощью летающего зонда, который прочитает приведенный выше список ошибок и проверит именно те ошибки, о которых сообщает машина. Это исключает вмешательство человека и, таким образом, снижает вероятность ошибки. Затем оператор может использовать графические программные инструменты для проверки фактических неисправностей, что исключает возможность сценариев появления ложных отказов.

Заключение и вывод.

• Тест Hi-Pot предназначен для проверки диэлектриков и изоляции между проводниками на пробой.
• Испытание высоким напряжением предназначено для тестирования между сетями.
• IPC TM-650 отмечает два условия для тестирования на пробой ДЭ (Hi-Pot): A-500В и B-1000В.
• 3 варианта тестирования: ручное, полуатоматическое и полная автоматизация.
• Автоматическая проверка.
• Устраняет вмешательство оператора.
• Безопасность от отказов.
• Повышенная эффективность.