อุตสาหกรรมด้านการผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ได้สร้างอุปกรณ์ต่างๆ ออกมาขายในท้องตลาดอย่างแพร่หลาย รวมถึงชิ้นส่วนอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เป็นส่วนประกอบของวงจรหรือโมดูลต่างๆในแต่ละสาขาที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็น อุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมานาคม การสื่อสารดาวเทียม  อุตสาหกรรมด้านยานยนต์ หรือ โรบอติก การแพทย์และด้านอื่นๆ ล้วนแล้วแต่ประกอบไปด้วย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบ Passive ได้แก่ ตัวต้านทาน (Resistor) ตัวอินดักเตอร์ (Inductor) และคาปาซิเตอร์ (Capacitor) ที่มีหน้าที่หลักในการรับพลังงานแล้วผ่านกระบวนต่างๆ จากนั้นถ่ายเทพลังงานไปยังอีกส่วนอื่น โดยไม่สามารถผลิตพลังงานได้ด้วยตัวเอง แต่มีหน้าที่และลักษณะเฉพาะตัว ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องค้นหาและวิเคราะห์ความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อย่าง Passive Components โดยการวัดและทดลองเพื่อยืนยันในความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นจากการนำเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพต่ำไปเป็นส่วนประกอบของวงจรต่างๆ

การพิจารณาความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์ (Reliability)

เมื่อกล่าวถึงความเชื่อถือได้นั้น ต้องมีการคำนึงถึงสถานะภาพและความสามารถของอุปกรณ์ โดยสามารถกำหนดได้ 3 ลักษณะ ดังนี้

- อุปกรณ์สามารถทำงานได้อย่างเต็มที่ตามขีดจำกัดที่กำหนดไว้ในคุณสมบัติ (Specification)

- มีอายุการใช้งานได้ตามที่กำหนด

- สามารถทำงานและคงทนต่อสภาพแวดล้อมต่างๆได้ตามเงื่อนไขที่กำหนด

‍

สาเหตุที่ทำให้ Passive Components ชำรุดและเสียหาย

ชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ล้วนมาจากสารกึ่งโลหะหรือพวกเซมิคอนดักเตอร์ ความชำรุดนั้นอาจจะเกิดขึ้นได้ใน 2 ลักษณะ ทั้งลักษณะทางกายภาพภายนอกที่อาจจะเสียหายและหมดประสิทธิภาพจากการฉีกขาด ความชื้น ความเปียก และการเผาไหม้  อีกลักษณะหนึ่งคือการความเสียหายภายในเซมิคอนดักเตอร์เอง เช่น การได้รับกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไป หรือความร้อนภายในมากเกินไปทำให้ประจุไม่สามารถเคลื่อนที่มารวมกันได้ หรือไม่สามารถถ่ายเทประจุในขณะมีการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้า ตลอดจนการเรียงตัวของโมเลกุลในลักษณะต่างๆได้ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีการทดสอบเพื่อให้รู้ถึงความสามารถและขีดจำกัดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีพ ที่มีหน้าที่ในการับและถ่ายเทพลังงาน

อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดและทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบ Passive

1. LCR Meter เป็นการวัดสำหรับ ตัวต้านทาน (Resistor) ตัวอินดักเตอร์ (Inductor) และคาปาซิเตอร์ (Capacitor) ให้มีความถูกต้องและแม่นยำ โดยการคำนวนค่าความต้านทานหรืออิมพีแดนซ์และเฟสจากการกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจร รวมทั้งแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวที่ต้องการจะวัด จากนั้นวัดหาค่าต่างๆ โดยมีทฤษฎีพื้นฐานที่ใช้ในเครื่อง LCR คือ

- การใช้วงจรบริดจ์ (Bridge) หรือ Wheatstone Bridge ใช้กับความถี่ที่ต่ำกว่า 100 kHz

- การวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้า หรือ RF (I-V measurement) โดยการวัดกระแสและแรงดัน รวมทั้งความต่างเฟส เพื่อหาความต้านทานของวงจร ทั้งการวัดค่าอิมพีแดนซ์ต่ำและค่าอิมพีแดนซ์สูง

2. Vector Network Analyzer เป็นการวัดทดสอบ ไม่เพียงแต่อุปกรณ์และวงจรเฉพาะเท่านั้น แต่สามารถใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพส่วนต่างๆ ของระบบได้ด้วย โดยใช้หลักการของ 2 พอร์ต ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้กับความถี่ในการทำงานที่ค่อนข้างสูง และเนื่องจากเป็นการยากที่จะวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า รวมทั้งอิมพีแดนซ์ได้โดยตรง จึงนำเอาทฤษฎีเรื่อง 2 พอร์ตและ S -พารามิเตอร์มาใช้ในการวิเคราะห์ความเข้ากันได้ของสัญญาณ และการสูญเสียที่เกิดจากการสะท้อนกลับ ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านและการสะท้อนกลัย อัตราส่วนคลื่นนิ่งแรงดันไฟฟ้า (VSWR)  ตลอดจนความสมบูรณ์ของสัญญาณ (SI) ที่ระบุความสามารถของสัญญาณที่ใช้ในแผง PCB บอร์ด

3. Spectrum Analyzer เป็นการหาค่าขนาด (Magnitude) โดยเทียบกับความถี่ที่ต้องการจะวัด ซึ่งสิ่งได้จากการวัดคือ Spectral Power ที่ตอบสนองกับความถี่ห้วงนั้นๆ ในโดเมนของความถี่ อีกทั้งเป็นเครื่องมือทดสอบที่ใช้ประเมินลักษณะแผงวงจรและระบบต่างๆ โดยทั่วไปสามารถใช้ในงานได้หลายรูปแบบทั้งระบบการสื่อสารไร้สาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไร้สาย เป็นต้น

4. Burn-In Testing เป็นการทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการแยกและจำแนกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพต่ำออก ซึ่งการทดสอบนั้นต้องให้อุปกรณ์ทำงานต่อเนื่องในสภาวะปกติ อาจจะใช้เวลาหลายชั่วโมงในสภาพแวดล้อมตามจุดประสงค์ที่ต้องการควบคุม ทั้งอุณหภูมิ ความชื้น เป็นต้น

5. Thermal Stress Qualification Testing หรือเรียกว่า Shock Test เป็นการทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อมีอยู่ในสภาวะทำงานปกติ แต่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระดับอุณหภูมิว่าสามารถทำงานต่อไปได้หรือไม่ หรือยังคงสามารถทำงานได้ตามปกติ

‍