اختبار الدائرة

يُعدّ اختبار الدائرة الداخلية ( ICT ) مثالًا على اختبار الصندوق الأبيض، حيث يقوم مسبار كهربائي بفحص لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المُجهزة، للتحقق من وجود دوائر قصر أو دوائر مفتوحة، والمقاومة، والسعة، وغيرها من الكميات الأساسية التي تُبيّن ما إذا كان التجميع قد صُنع بشكل صحيح. ^{[ 2 ]} يُمكن إجراء هذا الاختبار باستخدام جهاز اختبار مُثبّت بمسامير ومعدات اختبار مُتخصصة، أو باستخدام إعداد اختبار دائرة داخلية بدون مُثبّت . يُعدّ اختبار الدائرة الداخلية (ICT) طريقة شائعة الاستخدام وفعّالة من حيث التكلفة ^{[ 3 ]} لاختبار تجميعات لوحات الدوائر المطبوعة الإلكترونية (PCBAs) ذات الأحجام المتوسطة إلى العالية. وقد حافظ على شعبيته على مرّ السنين نظرًا لقدرته على تشخيص الأعطال على مستوى المُكوّنات وسرعة تشغيله.

يُعد استخدام تجهيزات الاختبار داخل الدائرة طريقة فعّالة للغاية للحفاظ على معايير الجودة عند إجراء الاختبارات. فهو يُسهم في تقليل وقت توقف الإنتاج من خلال تحديد الأعطال مبكراً في عملية الاختبار، مما يضمن إزالة المنتجات المعيبة من خط الإنتاج وإصلاحها.

يُعدّ جهاز اختبار "سرير المسامير" أحد الأساليب الشائعة لاختبار الدوائر الإلكترونية . وهو عبارة عن جهاز يستخدم مجموعة من الدبابيس الزنبركية المعروفة باسم "دبابيس بوجو". عند محاذاة لوحة الدوائر المطبوعة مع جهاز اختبار "سرير المسامير" والضغط عليها، تُلامس الدبابيس نقاطًا محددة على لوحة الدوائر، مما يسمح باستخدامها كنقاط اختبار لاختبار الدوائر الإلكترونية. يتميز جهاز اختبار "سرير المسامير" بإمكانية إجراء العديد من الاختبارات في وقت واحد، ولكنه يُسبب ضغطًا كبيرًا على لوحة الدوائر المطبوعة.

يُعد استخدام المجسات الطائرة بديلاً آخر ، فهي تُقلل الضغط الميكانيكي على اللوحات الإلكترونية قيد الاختبار. وتختلف مزاياها وعيوبها عن أجهزة اختبار "سرير المسامير": إذ يجب نقل المجسات الطائرة بين الاختبارات، لكنها تُقلل الضغط على لوحة الدوائر المطبوعة بشكل كبير.

توجد مجموعة من الشركات المتخصصة في تصميم وتصنيع تجهيزات وأنظمة اختبار الدوائر الكهربائية، بما في ذلك شركات مثل Teradyne ^{[ 4 ]} وKeysight ^{[ 5 ]} اللتان تقومان ببناء وتصنيع أنظمة الاختبار. كما توجد أيضًا مجموعة من الشركات المستقلة المتخصصة في توريد وتصنيع تجهيزات اختبار الدوائر الكهربائية، مثل INGUN (التي توفر مجموعات التجهيزات) ^{[ 6 ]} ، وForwessun ^{[ 7 ]} ، وRematek ^{[ 8 ]،} وMoteco ^{[ 9 ] .}

• تفريغ المكثفات وخاصة المكثفات الإلكتروليتية (لأسباب تتعلق بالسلامة واستقرار القياس، يجب إجراء تسلسل الاختبار هذا أولاً قبل اختبار أي عناصر أخرى).
• اختبار الاتصال (للتحقق من أن نظام الاختبار متصل بالوحدة قيد الاختبار (UUT))
• اختبار الدوائر القصيرة (اختبار وجود دوائر قصيرة أو مفتوحة في اللحام)
• الاختبارات التناظرية (اختبار جميع المكونات التناظرية للتأكد من وضعها وقيمتها الصحيحة)
• اختبار وجود دبابيس مفتوحة معيبة في الأجهزة
• اختبار عيوب توجيه المكثف
• تشغيل وحدة الاختبار
• اختبار التشغيل التناظري (اختبار التشغيل الصحيح للمكونات التناظرية مثل منظمات الجهد ومكبرات العمليات )
• أجهزة رقمية تعمل بالطاقة (اختبار تشغيل المكونات الرقمية وأجهزة مسح الحدود)
• اختبارات فحص حدود JTAG ^{[ 10 ]}
• ذاكرة الفلاش ، وذاكرة EEPROM ، وبرمجة الأجهزة الأخرى
• تفريغ المكثفات عند إيقاف تشغيل وحدة الاختبار

على الرغم من أن أجهزة اختبار الدوائر الكهربائية تقتصر عادةً على اختبار الأجهزة المذكورة أعلاه، إلا أنه من الممكن إضافة أجهزة إضافية إلى جهاز الاختبار للسماح بتطبيق حلول مختلفة. تشمل هذه الأجهزة الإضافية ما يلي:

• كاميرات لاختبار وجود المكونات وتحديد اتجاهها الصحيح
• أجهزة الكشف الضوئي لاختبار لون وشدة إضاءة مصابيح LED
• وحدات عداد مؤقت خارجية لاختبار  البلورات والمذبذبات ذات الترددات العالية جدًا (أكثر من 50 ميجاهرتز).
• تحليل شكل موجة الإشارة، على سبيل المثال قياس معدل التغير، منحنى الغلاف، إلخ.
• يمكن استخدام معدات خارجية لقياس الجهد العالي (أكثر من 100 فولت تيار مستمر نظرًا لمحدودية الجهد المُوفر) أو مصدر طاقة تيار متردد مزود بواجهة للكمبيوتر كوحدة تحكم في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.
• تقنية مسبار الخرز للوصول إلى آثار صغيرة لا يمكن الوصول إليها بالوسائل التقليدية

على الرغم من أن اختبار الدائرة الداخلية أداة قوية للغاية لاختبار لوحات الدوائر المطبوعة، إلا أن لها هذه القيود:

• لا يمكن اختبار المكونات المتوازية في كثير من الأحيان كمكون واحد إلا إذا كانت المكونات من نفس النوع (أي مقاومتان)؛ على الرغم من أنه يمكن اختبار المكونات المختلفة المتوازية باستخدام سلسلة من الاختبارات المختلفة - على سبيل المثال قياس جهد التيار المستمر مقابل قياس تيار حقن التيار المتردد عند عقدة.
• لا يمكن اختبار قطبية المكونات الإلكتروليتية إلا في تكوينات محددة (على سبيل المثال، إذا لم تكن متصلة بالتوازي مع قضبان الطاقة) أو باستخدام مستشعر محدد.
• لا يمكن اختبار جودة التوصيلات الكهربائية إلا إذا تم توفير نقاط اختبار إضافية و/أو مجموعة أسلاك إضافية مخصصة.
• لا تتجاوز جودة المنتج جودة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة. إذا لم يوفر مصمم لوحة الدوائر المطبوعة إمكانية الوصول للاختبار، فلن يكون من الممكن إجراء بعض الاختبارات. راجع قسم التصميم للاطلاع على إرشادات الاختبار .

فيما يلي تقنيات ذات صلة، وتستخدم أيضاً في الإنتاج الإلكتروني لاختبار التشغيل الصحيح للوحات الدوائر المطبوعة الإلكترونية:

• اختبار كهربائي للوحات الدوائر المطبوعة العارية
• فحص الأشعة السينية الآلي AXI
• مجموعة العمل المشتركة لاختبارات JTAG ( تقنية مسح الحدود )
• الفحص البصري الآلي (AOI)
• الاختبار الوظيفي (انظر اختبار القبول واختبار الوظائف الوظيفية )

• دليل اختبار الدائرة الكهربائية