קריירה בהנדסת בדיקות

טכנולוגיה מעולם לא היתה מלהיבה כל כך וזה רק יתגבר  עם הדרישה לרעיונות טובים יותר וחדשנות שתעזור לנו לשפר את חיינו. אנחנו מחפשים ללא הרף מכשירים שיזינו את התיאבון הבלתי נגמר שלנו לגאדג’טים חדשים כמו סמארטפונים, מיני-מזל”טים, מצלמות ופריטים “מגניבים ופופולריים” אחרים שיגרמו לנו להרגיש טוב. אך אנשים רבים לא מבינים את השלבים שכל מוצר עובר כדי להבטיח את השימושיות והפונקציונליות שלו למטרה הייעודית – ומאחורי כל אחד מהשלבים האלה נמצא מהנדס בדיקות.

התעשייה ניצבת בפני מחסור במהנדסי בדיקות מוסמכים. לרוע המזל, בין הגדודים של בוגרי הנדסה בכל שנה, מעטים בוחרים לבנות קריירה כמהנדסי בדיקות, ואינם מודעים להזדמנות העצומה הטמונה במקצוע זה.

כל מוצר צריך לעבור שלבים רבים בכל שלב ייצור, החל מאב הטיפוס ועד להצגת המוצר החדש לייצור המוני (ראה איור 1).

איך הופכים למהנדס בדיקות

אז איך בדיוק בוגר טרי הופך למהנדס בדיקות? נניח שסיימת עכשיו תואר בהנדסת אלקטרוניקה ואתה מחפש עבודה. כשאתה מחפש עבודה ב-Google, תוך התמקדות בחברות אלקטרוניקה גדולות, ייתכן שתיתקל במודעת דרושים למהנדס בדיקות. תיאור המשרה נשמע די מעניין, עם הזדמנות לנסוע וללמוד טכנולוגיות חדשות ועבודה באופן הדוק עם אנשי מקצוע אחרים, כגון מתכנני עיצוב, מנהלים ואף מהנדסי בדיקות אחרים באזורי זמן שונים. עם זאת, מן הסתם יהיו דברים שאינך מכיר, ולא למדת באופן ספציפי במהלך לימודי הנדסת האלקטרוניקה. הבה נבחן כמה מנושאים אלו.

מערכת ICT 

In-circuit test – ICT היא מתודולוגיית בדיקה פופולרית המשמשת בייצור של כל מערך לוח מעגל מודפס (PCBA) בזכות יכולתה למצוא מיד תקלות בייצור כגון פתיחות, קצרים, ערך שגוי של רכיבים ורכיבים עם תקלות ב-PCBA. ה-ICT קיים מאז שנות ה-80 של המאה ה-20, ועבר רענון טכנולוגי מתמיד בכדי להתאים לטכנולוגיה העכשווית. איור 2 מראה כמה מערכות ICT טיפוסיות המשמשות בתעשיית ייצור המוני של אלקטרוניקה.

להלן כמה מהבדיקות המתאפשרות באמצעות מערכות ICT, בבדיקת מערך לוח מעגל מודפס (PCBA) בייצור אלקטרוני.

• קצרים ופתיחות: שיטת בדיקה ללא חשמל שבודקת קצרים ופתיחות לא צפויים במערך לוח המעגל המודפס.
• In-circuit אנלוגי: בדיקה ללא חשמל שמודדת את ערך המכשירים האנלוגיים כגון נגדים וקבלים.
• Vectorless Test EP – VTEP: בדיקה ללא חשמל של הקישוריות מכל סיכה במכשיר ללוח המעגל. המערכת משתמשת בחומרת VTEP כדי למדוד את הקיבוליות מסיכה במכשיר לפרוב ה-VTEP כדי לקבוע את הקישוריות.
• פונקציונליות אנלוגית: בדיקה עם חשמל שמפעילה גירוי על המכשיר או המעגל הנבדק ומודדת את תגובתו.
• בדיקה משולבת: בדיקה עם חשמל שמפעילה שיטות בדיקה פונקציונליות אנלוגיות ודיגיטליות על מכשיר או מעגל.
• In-circuit דיגיטלי: בדיקה עם חשמל שמפעילה דפוסי וקטור במכשיר ובודקת את הפלט הצפוי.
• טכניקות של in-circuit דיגיטלי משמשות גם לתכנות מכשירים כגון פלאש ו-PLD.
• בדיקת LED: מודדת את הצבע והתאורה של LED עם תפוקה עילית במהלך בדיקת in-circuit. היא מחזירה את הערך של צבע ה-LED והתאורה שלו בננומטר ו µW/cm²  בדיוק של ±3nm ו-±10% בהתאמה.

ניתן להתקין את יישום התוכנה של ICT במערכות מבוססות-Windows או -Mac OS. ממשק טיפוסי מוצג באיור 3, ומראה את ממשק המשתמש שבאמצעותו מהנדס בדיקות מפתח את תוכנית הבדיקה להפעלת מערכת ICT.

סריקת גבולות

ה- Joint Test Action Group – JTAG, המורכב מחברות בעלות אינטרס משותף, הפך את סריקת הגבולות (boundary scan) לתקן בשם IEEE 1149.1 שהתפרסם ב-1990. זאת הסיבה שבגללה סריקת גבולות נקראת לפעמים גם JTAG.

סקירת גבולות משויכת בדרך כלל לטכנולוגיה שמאפשרת בדיקה של הקשר ההדדי בין מעגלים משולבים. הבדיקה מתמקדת בעיקר במציאת פגמים של קצרים ו/או מעגלים פתוחים ומסתמכת על תאי סריקת הגבולות שתוכננו לכל סיכה במעגל המשולב. תאים אלה של סריקת גבולות יכולים להיות תאי קלט, תאי פלט או תאים דו-כיווניים. באמצעות יכולת זו להגביר ו/או לקבל אותות ברמת הסיכה ולהשתמש באלגוריתם הייחודי של יצירת דפוסים, משתמשים יכולים לאתר במדויק את מיקום הפגם.

במהלך עשרות השנים המשיכו המאמצים, עם חידושים שהובילו לפתרונות נגזרת המבוססים על תקן IEEE 1149.1. חידוש כזה הוא Cover-Extend Technology – CET המשתמש בלוחות חישה קבליים (capacitive sensing plates) כדי לקלוט אותות תמריץ ממכשירי סריקת גבולות. חידוש נוסף הוא שימוש ב-Silicon Nails המאפשר בדיקה של מכשירים שלא עוברים סריקת גבולות. חידושים נוספים כוללים את תקן IEEE 1149.6 שבודק אותות דיפרנציאליים במהירות גבוהה ואותות נוספים. איור 4 מראה מערכת סריקת גבולות טיפוסית שמאפשרת בדיקה של PCBA באמצעות ארבעת אותות החובה של Test Access Port – TAP כדי לבדוק חיבורים בין רכיבים.

מערכת סריקת הגבולות מגיעה עם ממשק תוכנה (ראה איור 5) שמאפשר למהנדס הבדיקות ליצור תוכניות בדיקה ל-PCBA.

תיאור משרה של מהנדס בדיקות טיפוסי

×      פיתוח ואיתור באגים בבדיקות ICT וסריקת גבולות ל-PCBA.

×      יצירת קשר עם מהנדסי תכנון וצוותי פיתוח מוצר.

×      תיעוד בעיות או כשלים שזוהו במהלך פיתוח בדיקות, איתור באגים ובדיקות.

×      מתן המלצות לצוות פיתוח המוצר לגבי שיפורי תכנון מוצר לבדיקות (DFT).

היכן עובדים מהנדסי בדיקות?

מהנדסי בדיקות עובדים בחברות המעורבות בפיתוח ובדיקה של מוצרים אלקטרוניים, כולל תקשורת רשתות, שרתי מחשבים, טלפונים חכמים, טאבלטים, לוחות אם למחשבים, רכיבים אלקטרוניים וייצור אלקטרוניקה כגון יצרני אלקטרוניקה לפי חוזה (CEM) ויצרני תכנון מקורי (ODM).

העבודה של מהנדס בדיקות היא גם מאתגרת וגם מתגמלת. פיתוח בדיקות ותהליכי איתור באגים יכולים להיות מחמירים, אך אופי העבודה מעניק לך מספר הזדמנויות לצמיחה, כגון:

• הכרת טכנולוגיות חדשות במוצרים שעדיין לא יצאו לשוק.
• יישום הידע הבסיסי על מעגלי אלקטרוניקה.
• ניתוח סיבות לתקלות ברכיבים במהלך תהליך איתור הבאגים בבדיקה.
• היכולת להשתמש בכלים אלקטרוניים אחרים כגון אוסילוסקופים, מולטימטרים דיגיטליים, נתחים לוגיים וכלים אחרים העוזרים לפתור כשלים מאתגרים.
• נסיעות ברחבי העולם- אסיה, אירופה ואמריקה – ביקור במפעלים שונים שבהם מיוצר כל מוצר.

באופן אישי, לאחר כל העבודה הקשה, ישנה תחושה של סיפוק כשרואים בשוק את המוצר שהיית חלק מהצוות שבזכותו המוצר הפך לאפשרי.