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    元器件替代测试-方案@2022动态已更新《新品/推荐》

    阅读次数:488  发布时间:2021/8/21 16:03:46
     自去年底开始,芯片和元器件慌在各大车企以及智能产品中急剧转需,供不应求,一芯难求的难题可谓是难倒一票各行大佬,高价收取供应链、趁机打压同行的事情相信在这场芯片危机中都不算是新鲜事芯片和元器件慌不是一下能解决的,只能寻找器件替代,器件替代面临着器件的验证测试问题,所以测试先生汇总了一些常用器件的测试,分享给各位。

     



    元器件替代测试背景

     

        目前一些公司在产品生产流程中,对于已经批量发货的整机产品,或者更换的新器件,没有严格执行器件替代测试流程,仅仅是通过研发部门、项目经理、研发硬件工程师确认没问题,就小批量生产、量产。

        小批量生产即使通过,但也不能证明更换后的高速信号、关键的器件量产应用没问题,也就是说小批量生产根本发现不了器件隐藏较深的问题。

        很多公司目前的流程并不很确定新器件应用是否有问题,且没有经过严格的测试验证,导致公司对产品的质量心里没底,投放市场大多靠运气。



    元器件替代测试意义

     

         虽然小批量生产没问题,但是并不能证明高速信号、关键器件就没问题。因为小批量生产的测试验证非常简单,和研发体系的硬件测试的器件替代测试在强度、力度上没有可比性。因此我们说小批量生产根本发现不了器件隐藏较深的问题。

         测评中心硬件测试对器件做功能、电气性能、环境应力(高低温工作、工作温度冲击)等测试,测试比较,能把控器件质量。

         元器件替代测试能够有效拦截器件应用问题。不像以前,大多靠运气。

     


    哪类器件需做替代测试

     

        不是所有器件都需做替代测试,比如电阻、电容、电感肯定不需做替代测试。

        对于已经批量发货的整机产品,更换的新器件需做替代测试,包括同一器件换生产工艺、同一器件换生产工厂等,而不仅是大家通常意义上理解的新厂家、新规格型号器件。

        只针对高速信号、关键器件做替代测试,比如:基带芯片 / 射频功放 / DDR / DDR2 / DDR3 / EMCP / FLASH / 电源芯片 / 晶振。

        这些器件对信号质量、时序、环境应力比较敏感,一旦此类器件出问题,整机就会出现严重的功能性问题。


     

    淼森波实验室关键器件测试

    参考标准及方法

     

     

    电源类器件

     

        电源器件包括LDO,DC-DC芯片及电源模块。 为对兼容替代测试结果进行评价及比较,需测试变更前单板上电时序,电源电压及纹波,环境适应性及相关EMC指标,目的在于与替换后的指标进行比较,排除测试环境的影响

     

     【上电时序】

     

    1.判断标准:

    与替代前的测试结果进行对比。电源上电时序单调,没有振荡现象。过冲电压小于使用此电源的芯片极限电压值。2.不断了解客户的需求,给客户在售前,售中,售后的良好体验。

    2.测试描述:

    使用示波器测试单板上电波形及过冲电压,观察是否有不单调,振荡等现象。对于多电源供电并且上电时序有要求的芯片,需要测试多电源间上电时序。

     

     【电源电压】

     

    1.判断标准:

    与替代前的测试结果进行对比,输出电压精度满足±5%要求,有特殊要求的单板按照芯片规格书要求执行。 

    2.测试描述:

    设置单板在负载状态下,使用万用表测量电源器件输出的电源电压。

     

     【电源纹波】

     

    1.判断标准:

    测试指标与替代前的测试结果进行对比,指标符合要求。一般情况下,电源纹波不大于额定输出值的1%+20mV,芯片手册有要求的,依据芯片手册要求。 

    2.测试描述:

    测试及*小负载下的电源纹波。

     

     【SW开关波形】

     

    1.判断标准:

    波形过冲和稳定性满足电源芯片Datasheet要求。

    2.测试描述:

    负载下使用示波器测试SW开关波形。

     

     【芯片表面温升】

     

    1.判断标准:

    满足芯片规格书要求和产品规格要求。与替换前的测试指标进行对比,指标没有下降。

    2.测试描述:

    负载下用测温仪测试芯片表面的温度,如产品有短路温升要求,还需要测试输出短路时的芯片表面温度。

     

     【反复开关机】

     

    1.判断标准:

    执行测试期间,单板工作正常。

    2.测试描述:

    反复开关机20次以上,关机时间1秒,开机时间5分钟左右。

     

     【电源效率】

     

    1.判断标准:

    满足产品规格要求。与替换前的测试指标进行对比,指标没有下降。

    2.测试描述:

    分别在待机以及负载下测试输入电压、电流和输出电压、电流,计算出相应的效率

     

     【输入过压、欠压】

     

    1.判断标准:

    满足产品规格要求,芯片本身无损坏。

    2.测试描述:

    分别在输入过压、欠压的情况下测试芯片能否起到保护作用,芯片本身是否损坏。

     

     【输入出过流、短路保持】

     

    1.判断标准:

    满足产品规格要求,芯片本身无损坏。

    2.测试描述:

    分别在输出过流、短路的情况下测试芯片能否起到保护作用,芯片本身是否损坏。

     

     【EMC】

     

    1.判断标准:

    与替代前的测试结果进行对比,指标应符合设计要求。

    2.测试描述:

    在EMC实验室,单板处于正常工作状态,测试相应的EMC指标。开关噪声可能会对单板的辐射发射及传导发射有影响,根据单板具体情况决定是否测试。

     

     【环境试验】

     

    1.判断标准:

    测试期间,单板能够正常工作。

    2.测试描述:

    按照环境测试要求做试验。对于DC-DC及电源模块,环境温度可能会对电源输出指标产生影响。

     

     【单体性能评估】

     

    1.判断标准:

    测试期间,满足产品规格要求。

    2.测试描述:

    评估芯片单体时,可增加输入电压、输出电流、电压调整率、负载调整率等测试。

     

     

     

    存储器类

     

         适用于ROM、RAM、FLASH、DDR等存储器的兼容替代测试,信号级测试重点关注存储器发出的信号,存储器接收信号视实际情况可选择测试。

     

     【电源精度】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册电源指标的精度要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下,用万用表测试存储器VDDQ和VREF电源精度;测试点为靠近存储器端。

     

     【电源纹波】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册电源指标的纹波要求。

    2.测试描述:

    测试存储器VDDQ和VREF电源纹波。

     

     【时钟信号幅度指标】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册电源指标的纹波要求。

    2.测试描述:

    测试时钟信号的幅度、高电平、低电平和过冲。

     

     【时钟信号时间指标】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册电源指标的纹波要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下,测试时钟信号的频率(或周期,优先测频率)—F(or T)、上升时间—tr、下降时间—tf、 频率准确度—Frequency Accuracy、占空比—Duty Cycle、高电平宽度—Thigh、低电平宽度—Tlow。

     

     【时钟信号单调性】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册时钟信号单调性要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下,测试时钟信号的单调性。

     

     【时钟信号抖动】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册时钟抖动的要求。

    2.测试描述:

    测试输入时钟抖动指标。

     

     【地址和控制信号完整性】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册地址和控制信号完整性指标要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下测试地址和控制信号完整性,至少包括幅度、过冲、上升/下降斜率,具体测试项目参见芯片手册要求。

     

     【地址和控制信号时序】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册地址和控制信号时序指标要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下,测试地址和控制信号的时序指标,包括建立时间和保持时间。

     

     【数据写信号完整性】

     

    1.判断标准:

    满足芯片手册数据写信号完整性指标要求。

    2.测试描述:

    常温常压环境,在单板上电后正常运行的情况下,测试数据读,写信号完整性,读写时序,至少包括幅度、过冲、上升/下降斜率,建立保持时间,具体测试项目参见芯片手册要求。

     

     【反复开关机】

     

    1.判断标准:

    执行测试期间,单板工作正常。

    2.测试描述:

    反复开关机100次以上,关机时间1秒,开机时间5分钟左右。

     

     【擦写次数(针对FLASH芯片)】

     

    1.判断标准:

    满足芯片规格和产品规格要求。

    2.测试描述:

    通过软件擦写程序反复对FLASH芯片进行擦写,直到擦写出错。

     

     【高低温】

     

    1.判断标准:

    环境测试期间单板能正常运行,丢包率符合单板规格书要求。

    2.测试描述:

    根据具体单板的规格要求,跑流量,在低温和高温环境下,连续运行24-48小时,记录测试结果。 

     

     

     

    复位芯片类

     

     【复位电平】

     

    1.判断标准:

    复位信号电平要满足被复位芯片要求。

    2.测试描述:

    复位信号电平测试。

     

     【复位时间】

     

    1.判断标准:

    复位时间要满足被复位芯片要求。

    2.测试描述:

    复位时间测试。

     

     【Watchdog时间】

     

    1.判断标准:

    单板的喂狗信号是否满足复位芯片的要求。

    2.测试描述:

    Watchdog喂狗时间兼容性测试。

     

     

     

    (以太网)变压器类

     

        只针对*常用的网络变压器进行测试验证。 

     

     【以太网眼图测试】

     

    1.判断标准:

    满足以太网眼图规范要求。

    2.测试描述:

    按照以太网眼图测试规范进行测试。

     

     【雷击浪涌测试】

     

    1.判断标准:

    满足单板浪涌测试指标要求。

    2.测试描述:

    根据具体单板规格说明书的要求做浪涌测试。

     

     【温度循环试验】

     

    1.判断标准:

    试验期间单板能正常工作。

    2.测试描述:

    根据具体单板的规格说明书要求做高低温循环试验。

     

     【以太网端口传导抗扰测试】

     

    1.判断标准:

    满足单板规格说明书的传导抗扰指标。

    2.测试描述:

    做传导抗扰测试。

     

     【辐射发射测试】

     

    1.判断标准:

    满足单板规格说明书的辐射发射指标。

    2.测试描述:

    做辐射发射测试。

     

     

     

    晶体振荡器类

     

     【输出时钟信号完整性测试】

     

    1.判断标准:

    指标满足满足使用此时钟的芯片手册要求。

    2.测试描述:

    用示波器的探头测试输出时钟的测试点,记录相应特性测量值。特性参数包括时钟信号的幅度、峰峰值、上下过冲、频率、周期、占空比、上升下降时间等。

     

     【频率偏移测试】

     

    1.判断标准:

    满足使用此时钟的芯片手册要求。

    2.测试描述:

    测量频率偏移指标。

     

     【高低温循环的环境测试】

     

    1.判断标准:

    温度循环过程中单板能正常工作。

    2测试描述:

    做高低温循环测试。

     

    原创作者:北京淼森波信息技术有限公司


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