Paano isinasagawa ng maliit na radial fan ang lokal na pagpapalamig sa kagamitan para sa pagsusuri ng circuit board

Ang isang kagamitan para sa pagsubok ng PCB ay nakatago ang isang problema: sa panahon ng mahabang programa ng pagsubok, ang mga regulator ng boltahe at lohika malapit sa device-under-test ay tumataas nang lampas sa ligtas na temperatura ng sambungan. Ang isang maliit na radial na bentilador na inilalagay sa tamang posisyon ay nagpupush ng mataas na presyur na hangin patungo sa mainit na bahagi imbes na pabagu-baguin ang kahon.

Mahalaga ang lokal na pagpapalamig dahil ang isang kagamitan ay hindi isang pantay na kahon. Ang board ay nakapatong sa isang pressed jig, na napapalibutan ng mga probe at hardware na nakakablock sa convection. Ang hangin mula sa isang malayong axial na bentilador ay nawawala ang enerhiya bago marating ang bahagi. Kailangan ng mainit na lugar ang direktang static na presyur, hindi lamang isang hanging dahan-dahan.

Bakit nabubuo ang mainit na lugar sa mga kagamitan para sa pagsubok sa mahabang takbo

Ang ICT at flying-probe fixtures ay sinusubukan ang mga board na puno ng switching regulators, FPGAs, at power stages kung saan ang init ay sumusunod sa pattern ng pagsubok, kaya ang mga pagbabago ay malinaw at partikular sa lokasyon.

Kung saan nagkakalat ang init sa isang kagamitan para sa pagsubok ng PCB

Ang mga mainit na lugar ay nasa ilalim ng device-under-test at malapit sa pangunahing buck regulator. Ang frame ng fixture at ang probe plate ay nagpataas ng temperatura ng kapaligiran. Nang walang aktibong pag-alis ng init, ang temperatura ng DUT junction ay tumataas. Isang maliit na radial fan na nakatutok sa lugar na iyon ang nagpapanatili ng temperatura ng junction upang huwag umakyat, ngunit lamang matapos mapag-ugnay ang hotspot.

Isang tunay na kaso ang nagpapakita nito. Isang EMS contract manufacturer na gumagamit ng ICT at flying-probe fixtures ay nakakita ng pagbaba ng clock speed ng mga test controller nito pagkalipas ng apatnapung minuto. Aktibo ang throttle dahil lumampas ang isang power regulator sa fixture-side interface sa thermal limit nito, hindi dahil sa init ng silid.

Paano hinahadlangan ng thermal throttling ang test bench

Ang throttling ay nagbabago ng thermal fault sa throughput fault. Ang mas mabagal na mga clock ay nagpapahaba ng bawat cycle at ang mga re-run ay nagpapanatiling mainit ang board nang mas matagal. Ito ay kumakain ng capacity at nagpapalabo ng first-pass yield. Alisin ang init sa pinagmulan bago lumabas ang temperatura ng junction sa loob ng kanyang spec window.

Paano isang maliit na radial fan ang nagbibigay ng tumpak na airflow

Ang isang kompakto na radial blower ay gumagana nang iba kaysa sa isang axial fan. Pumapasok ang hangin kasalong axis at lumalabas sa pamamagitan ng scroll, kaya ang impeller ay nagpapataas ng static pressure imbes na lamang ilipat ang dami. Ang isang maliit na radial fan na nakapares sa isang maikling nozzle ay nagpapalit ng presyong iyon sa isang nakatuon na hangin.

Centrifugal impeller at mataas na static pressure

Ang puso ng isang maliit na radial fan ay ang centrifugal impeller, isang gulong sa isang brushless na outer-rotor motor. Tumataas ang static pressure kasabay ng bilis, at ang isang kompakto na yunit ay kumakapit sa matibay na pressure curve kahit kapag nablock. Ang radial blower ay nananalo kaysa sa axial fan: panatag na mataas ang bilis ng airflow at diretso itong umaabot sa hotspot.

Ginagamit ng motor winding ang purong tanso at mga ball bearing, kaya ang yunit ay kayang suportahan ang mahabang duty cycle nang walang pagbabago sa bilis. Sa isang bench na tumatakbo nang mahabang oras, ang konsistensya na iyon ay mas mahalaga kaysa sa pinakamataas na CFM.

Thermal coupling sa hotspot ng DUT

Ang mabuting spot cooling ay nakasalalay sa thermal coupling, ang pagkakatugma sa pagitan ng daloy ng hangin at init na nabuo. Ang isang directed nozzle ay nagtutuon ng centrifugal airflow sa regulator package, na tinatanggal ang boundary layer na nakakapagpi-pigil sa init. Ang resulta ay mas mababang at mas matatag na junction temperature sa DUT habang tumatagal ang mga pagsusulit.

Ang parehong EMS manufacturer ay sumubok ng iba't ibang paraan. Ang mga teknisyan ay naka-mount ng maliit na radial fan sa isang bracket sa itaas ng fixture kasama ang maikling ducted nozzle na nakatuon sa regulator. Sa buong shift, ang junction temperature ng DUT ay nanatiling nasa loob ng kanyang datasheet window at ang mga controller ay tumigil sa pag-throttle. Ang test throughput ay bumalik nang walang karagdagang cooling.

Paggawa ng mounting at nozzle design para sa spot cooling

Ang pagkakalagay ang nagdedesisyon kung ang hangin ay tumutulong o kung ito lang ay kumikilos sa mainit na hangin. Ang layunin ay may maikling daanan mula sa outlet patungo sa hotspot, upang manatili ang mataas na static pressure.

Pagkakalagay ng ducted nozzle at bilis ng airflow

Ang isang ducted nozzle ay pumipigil sa exit at tumataas ang bilis. Ang isang maliit na radial fan ay umaabot lamang sa bahagi kapag ang nozzle ay nasa loob ng ilang sentimetro mula sa mainit na lugar at nakaturo nang pahalang dito. Kung sobrang malawak ang agwat, ang hangin ay kumakalat at nawawala ang lakas nito bago makapag-contact.

Obserbahan ang mga paligid na probe. Ang isang nozzle sa loob ng masyadong siksik na pogo field ay maaaring makagambala sa contact force o magpapadala ng mga debris sa mga exposed pad. Ang maikli at matigas na outlet tube ay nagpapanatili ng tight at predictable na daloy.

Pag-iwas sa recirculation sa isang siksik na jig

Sa isang napakapunong fixture, ang exhaust ay maaaring muling pumasok sa intake, kaya tumataas ang ambient temperature. Mag-iwan ng malinaw na return path at isang low-resistance exhaust gap upang ang blower ay humihila ng mas malamig na hangin mula sa silid imbes na sa mainit na pocket na nabuo nito.

Mga tala sa pagpili, pamantayan, at pangangalaga

Ang pagpili ng tamang unit ay nangangahulugan ng balanse sa pressure, flow, ingay, at service life batay sa layout. Ang pressure curve, hindi ang isang headline number, ang dapat na gabay sa desisyon.

Pagsasama ng CFM, duty cycle, at ambient temperature

Basahin ang kurba ng presyon, hindi lamang ang CFM. Ang pagpili ng maliit na radial fan batay lamang sa CFM ay nakakaligtaan ang pangangailangan sa presyon; ang isang yunit na nagpapadala ng hangin sa kinakailangang static pressure ay mas epektibong nagpapalamig. I-align ang duty cycle sa shift at panatilihing nasa loob ng rated ambient band nito, dahil ang mainit na enclosure ay pinaikli ang buhay ng bearing.

Ang mga kaugnay na pamantayan ay nagpapanatili ng pagkakasunod-sunod sa mga specifier. Ang konstruksyon ng motor para sa klase na ito ay sumusunod sa IEC 60034, samantalang ang PCB assembly at pagsubok ay sumusunod sa IPC guidance, kaya ang mga buyer ay makakapatunay ng mga claim. Ang CE marking ay nananatiling baseline para sa European market.

Mga pagsusuri sa pagbili at pangangalaga

Sa pagkuha, humingi ng pressure-flow curve, uri ng bearing, at detalye ng motor winding. Ang isang maingat na piniling maliit na radial fan ay may mas mahabang buhay kaysa sa mas murang axial build sa patuloy na bench test. Suriin ang inlet screen at nozzle bawat buwan; ang alikabok sa impeller ay binabawasan ang static pressure at nagpapataas muli ng junction temperature.

Para sa isang electronics test bench, ang praktikal na pagbili ay isang kompakto at radial na blower na sukat ay naaayon sa pinakamainit na bahagi (hotspot) kasama ang isang simpleng nozzle at malinis na gawi. Ito ang nagpapanatili sa device-under-test sa loob ng mga kinakailangang pamantayan (in spec) kahit sa pinakamahabang programa ng pagsusuri.

Ang lokal na pagpapalamig ng kagamitan sa pagsusuri ay mas kumakatawan sa pagbibigay ng tamang presyon kaysa sa pagpapagalaw ng hangin sa loob ng isang kabinet. Ang isang maliit na radial na kipas, na may nakadirekhang nozzle at naaayon sa cycle ng paggamit (duty cycle), ay nagpapanatili sa loob ng mga kinakailangang pamantayan (in spec) ang temperatura ng DUT junction habang tumatagal ang pagsusuri at nagpapanatiling produktibo ang test bench.

Mga Madalas Itanong

Tanong

Ano ang lokal na pagpapalamig sa isang PCB test fixture?

Sagot: Ang lokal na pagpapalamig ay tumutuon sa iisang mainit na sangkap sa board na sinusuri, tulad ng isang regulator o FPGA, imbes na palamigin ang buong kaban (enclosure). Ang isang direktang daloy ng hangin na may mataas na static pressure ay nagsisilbing alisin ang init mula sa ibabaw ng package at binababa ang temperatura ng junction sa tiyak na lugar. Ang paraang ito ay angkop para sa mga siksik na fixture kung saan hindi kayang abutin ng pangkalahatang hangin ang pinakamainit na bahagi (hotspot) dahil sa mga probe at suportang kagamitan.

Tanong

Bakit mas angkop ang radial blower sa spot cooling kaysa sa axial fan?

Sagot: Ang radial blower ay gumagawa ng static pressure gamit ang centrifugal impeller nito, kaya nananatili ang bilis ng hangin kahit bahagyang nakabara ang outlet ng jig parts. Ang axial fan naman ay nagpapagalaw ng hangin ngunit mabilis na nawawala ang pressure nito kapag may backpressure. Para sa makitid na puwang sa pagitan ng probe plate at ng component, ang pressure na iyon ang nagpapagalaw ng hangin patungo sa hotspot. Ang resulta ay mas matatag na pagpapalamig sa device-under-test habang tumatagal ang pagsusulit.

Tanong

Paano dapat itinuturo ang nozzle sa hotspot ng DUT?

Sagot: I-mount ang ducted nozzle nang ilang sentimetro lamang ang layo sa hotspot at i-anggulo ito kasabay ng ibabaw ng board upang ang daloy ng hangin ay tumama nang direkta sa regulator package. Ang maikli at matigas na tubo ay nagpapanatili ng siksik na airflow at pinipigilan ang dispersal ng high-pressure jet sa loob ng jig cavity. Huwag ituro ang nozzle patungo sa pogo-pin field, dahil maaaring magdulot ito ng pagkakalbo sa contact o magpapadpad ng dumi sa mga bare pads.

Tanong

Kaya bang palakasin ang isang maliit na radial fan para sa buong production shift nang tuloy-tuloy?

Sagot: Oo, kapag ginagamit ng yunit ang isang brushless na outer-rotor motor na may pure-copper na winding at precision ball bearings. Ang mga bahaging ito ay kaya ng magtagal sa mahabang duty cycle nang walang speed drift na nakaaapekto sa pagganap ng pagpapalamig. Piliin ang tamang modelo batay sa haba ng shift at panatilihing malinis ang inlet, at ang blower ay mapapanatili ang pressure curve nito sa loob ng walo o sampung oras na pagsusulit nang walang maagang pagsuot.

Tanong

Anong mga pamantayan ang nalalapat sa pagtukoy ng mga cooling fan para sa test bench?

Sagot: Ang konstruksyon ng motor para sa klase ng kagamitang ito ay sakop ng IEC 60034, samantalang ang mga pamantayan sa PCB assembly at pagsusulit ay sumusunod sa gabay ng IPC, na nagbibigay sa mga bumibili ng opisyal na mga pamantayan upang ikumpara ang mga pangako ng supplier. Ang CE marking ay nananatiling pangunahing kinakailangan para sa pagpasok sa European market. Humiling ng pressure-versus-flow curve at bearing specification upang siguraduhing tumutugon ang napiling yunit sa static-pressure at duty-cycle na kailangan ng fixture.