電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)研究

劉娟，袁詠歆

（陜西省電子技術(shù)研究所，陜西西安，712000）

1 電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)

本文針對電子元件設(shè)計(jì)的老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)中，充分的考慮到了外界環(huán)境的影響因素，并通過在線時鐘配置的方式，保證其檢測的可靠性。本文設(shè)計(jì)的技術(shù)任務(wù)流程，如圖1所示。

結(jié)合圖1所示，為本文設(shè)計(jì)檢測技術(shù)的整體任務(wù)流程。圖1中的時間采集任務(wù)主要通過在線時鐘配置的方式加以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而滿足技術(shù)在線檢測的功能。下述將針對圖中5步主要流程的詳細(xì)內(nèi)容加以闡述，具體內(nèi)容如下。

圖1 設(shè)計(jì)檢測技術(shù)任務(wù)流程

1.1 數(shù)據(jù)采集

在電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測前，必須通過切換老化篩選設(shè)備電路模擬信號的方式，采集在線檢測相關(guān)數(shù)據(jù)[1]?？梢詫⒋诉^程稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換的過程中，在AD接收模式中，執(zhí)行該數(shù)據(jù)采集任務(wù)，計(jì)算起始位電壓，設(shè)其計(jì)算表達(dá)式為V，則有公式（1）。

公式（1）中，R4指的是電路中的電阻值；R1指的是電路中濾除高頻干擾信號的電阻值；C為反饋通道的電容。通過公式（1），發(fā)送起始位電壓，并發(fā)送從機(jī)地址，利用配置寄存器，開始轉(zhuǎn)換老化篩選設(shè)備電路模擬信號，發(fā)送結(jié)束位。在此基礎(chǔ)上，在AD發(fā)送模式中，發(fā)送起始位電壓，并發(fā)送從機(jī)地址，通過讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的形式，采集老化篩選設(shè)備在線檢測相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)送結(jié)束位，完成電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測中的數(shù)據(jù)采集部分工作。

1.2 在線時鐘配置

以上述采集到的老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)技術(shù)的在線檢測功能，采用在線時鐘配置的方式，設(shè)置濾波器的截止頻率[2]。在此過程中，首先，使能電源與備份區(qū)時鐘，取消備份區(qū)寫保護(hù)，開啟外部低速時鐘晶振，配置寄存器，計(jì)算濾波器的截止頻率，設(shè)其目標(biāo)函數(shù)為，則有公式（2）。

通過公式（2），可計(jì)算得出濾波器的截止頻率，以此為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，編寫服務(wù)中斷函數(shù)，實(shí)現(xiàn)電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測中的時鐘配置。

1.3 計(jì)算老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差

在完成在線時鐘配置的基礎(chǔ)上，發(fā)送電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)，將其以載波信號的方式加以顯示，載波信號經(jīng)過與非門后，得到已調(diào)信號，基于PWM調(diào)制接收數(shù)據(jù)?？紤]到實(shí)際電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測環(huán)境為高溫差強(qiáng)磁場環(huán)境，因此，接收到的數(shù)據(jù)必然會存在誤差[3]。本文通過溫度控制的方式，計(jì)算老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差，將溫度維持在一個穩(wěn)定范圍內(nèi)，設(shè)定檢測環(huán)境溫度變化的范圍在40℃之間，得出老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)閉環(huán)增益誤差的推導(dǎo)公式γ，如公式（3）所示。

公式（3）中，Kf指的是電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測閉環(huán)增益；K0指的是電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測開環(huán)增益。通過公式（3）計(jì)算，得出老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)誤差，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須將γ控制在0.04%之間[4]。通過設(shè)定此標(biāo)準(zhǔn)，才能夠滿足電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測對于精度的要求，進(jìn)而執(zhí)行下一步的檢測任務(wù)。

1.4 SD卡存儲

將滿足電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測精度要求的數(shù)據(jù)存儲在SD卡中，通過初始化的方式，發(fā)送ACMD41，HCS位為0的48位數(shù)據(jù)[5]。其中，SD卡存儲命令，如表1所示。

結(jié)合表1所示，為設(shè)計(jì)檢測技術(shù)中的SD卡存儲命令。通過此種方式，表示電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)在SD卡中的存儲格式。

表1 SD卡存儲命令

1.5 顯示檢測結(jié)果

建立SD卡與STM32的通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)的讀取與寫入，并利用FATES文件系統(tǒng)移植的方式，顯示檢測結(jié)果[6]。在此步流程中，首先配置工程環(huán)境，添加底層驅(qū)動；而后，配置系統(tǒng)文件參數(shù)，注冊工作區(qū)，并創(chuàng)建電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)文件，讀取與寫入相關(guān)數(shù)據(jù)；最后，將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入上位機(jī)進(jìn)行分析，顯示檢測結(jié)果，數(shù)據(jù)存檔。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 前期準(zhǔn)備

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)對象為某電子元件，整個實(shí)驗(yàn)均在室內(nèi)進(jìn)行，老化篩選設(shè)備工作室內(nèi)的溫度設(shè)置為-50℃，設(shè)定電子元件電壓測試范圍為10-100V；電流測試范圍為0.1-6.0A。將本文設(shè)計(jì)檢測技術(shù)應(yīng)用在其中。為證明本文設(shè)計(jì)技術(shù)檢測精度，第一步使用本文設(shè)計(jì)技術(shù)在線檢測電子元件老化篩選設(shè)備，通過matalb軟件記錄檢測誤差，設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組；第二步使用傳統(tǒng)技術(shù)在線檢測電子元件老化篩選設(shè)備，同樣通過matalb軟件記錄檢測誤差，設(shè)置為對照組。由此可見，本文實(shí)驗(yàn)對比指標(biāo)為兩種檢測技術(shù)下測得的檢測誤差，檢測誤差越小，證明該檢測技術(shù)針對電子元件老化篩選設(shè)備檢測精度越高。本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置檢測點(diǎn)位為10個。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表2所示。

表2 檢測結(jié)果對比表

結(jié)合表2所示可知，本文設(shè)計(jì)技術(shù)檢測誤差明顯小于對照組，能夠證明設(shè)計(jì)檢測技術(shù)的精準(zhǔn)性。因此，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的檢測技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中具有的適用性，值得被廣泛推廣。

3 結(jié)束語

本文對電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，在完成對本文設(shè)計(jì)成果的分析后可知，在線檢測技術(shù)是確保電子元件質(zhì)量可靠性的有效途徑，因此，本文研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠?yàn)殡娮釉|(zhì)量優(yōu)化提供幫助。并且在檢測過程中，應(yīng)注意外部檢測環(huán)境對檢測結(jié)果造成的影響，避免出現(xiàn)檢測失效或誤差過大的現(xiàn)象。在未來的研究中可以加大對電子元件老化篩選設(shè)備在線檢測溫度控制方面的詳細(xì)研究，進(jìn)一步擴(kuò)充此方面研究的全面性。