Oversigt over placeringsmaskinen

For at vinde en plads i nutidens hårde markedskonkurrence skal producenter af elektroniske produkter konstant finde en ny måde, der kan reducere produktomkostninger og produktintroduktionstid, og samtidig løbende forbedre kvaliteten af ​​nye produkter. Derudover skal fremstillingsprocesser og -procedurer forbedres, og elektronikproducenter skal også presse producenter af halvlederenheder til at inkorporere flere funktioner i programmerbare integrerede kredsløb i miniaturstørrelse (PIC'er). Således, for design og fremstilling af high-end elektroniske produkter, er det klart demonstreret foran os at tage en vej med mindre størrelse, højere funktion og lavere pris. I denne sammenhæng har nutidens programmerbare integrerede kredsløb mange ben, har stærke funktioner og bruger innovative samlingsformer. Men elektronikproducenter, der ønsker at bruge de nyeste PIC-enheder, skal overvinde nogle af de problemer, man støder på i programmeringsprocessen. Kort sagt, for at kunne programmere PCI-enheder gnidningsløst, skal nogle nye metoder læres. Fuhaoyun yder teknisk support til JUKI-placeringsmaskiner på det kinesiske fastland.

erhvervsmæssig baggrund

Til PIC-enheder blev DIP-, PLCC- eller SOIC-pakker generelt brugt tidligere. Men efterhånden som efterspørgslen efter kompakte, højtydende produkter stiger, kræves der mere avancerede PIC-enheder. Flash-hukommelsesenheder i dag er tilgængelige i SOP, TSOP, VSOP, BGA og små BGA-pakker. Højtydende mikrocontrollere, CPLD-enheder og FPGA-enheder kan pakkes i QFP, BGA og mikro-BGA, med pin-tal, der spænder fra 44 til mere end 800.

På grund af det meget høje pin-antal og lille formfaktor, er de fleste af disse komponenter kun tilgængelige i fine-pitch-pakker. Komponenter med fin stigning har meget skrøbelige ledninger med en stigning på kun 0.508 mm (20 mils) eller næsten ingen spillerum. Så folk kigger på brugen af ​​PIC-enheder for at imødegå denne udfordring. PIC-enheder med høj tæthed og høj ydeevne er dyre, kræver programmeringsudstyr af høj kvalitet og kræver meget god proceskontrol for at minimere komponentspild.

Finpitch-komponenter er næsten sikre på at støde på trusler fra coplanaritet og andre former for ledningsskader under håndprogrammerede operationer. Hvis stifterne er beskadigede, kan det give problemer med pålideligheden af ​​loddeforbindelserne, hvilket vil øge antallet af defekter i fremstillingsprocessen. Ligeledes vil komponenter med høj densitet faktisk tage længere tid at programmere, hvilket reducerer produktionseffektiviteten.

programmering på et printkort

Brugere af avancerede PIC-enheder står over for et vanskeligt valg: risikere kvalitetsproblemer og håndprogrammere dem? Eller leder du efter en alternativ programmeringsmetode, der eliminerer manuelle berøringer?

For at kunne opnå sidstnævnte begyndte producenterne i første omgang at bruge on-board programmering (OBP forkortet). OBP er en simpel metode til at programmere PIC'en, efter at den er monteret på et printkort (kort sagt PCB). Generelt udføres test eller funktionstest på printpladen. Flash-hukommelse, Elektronisk Sletbar Programmerbar Read-Only Memory (forkortet EEprom), EEprom-baserede CPLD-enheder, EEprom-baserede FPGA-enheder og mikrocontrollere med indbygget flash-hukommelse eller EEprom, som alle bruger programmering i OBP-form.

For at imødekomme brugskravene til flashhukommelse og mikrocontrollere er den mest almindelige måde at implementere OBP på at bruge automatisk testudstyr (ATE) programmering ved hjælp af en bund-of-nails-armatur. Programmering er ret kompliceret for logiske enheder, og det er ikke egnet til programmering med ATE pin-on-disk fixtures.

En ny OBP-teknologi, der oprindeligt er udviklet baseret på IEEE-specifikationer til at understøtte test, viser en lovende fremtid. Denne specifikation, kaldet IEEE 1149.1, specificerer en række protokoller til grænsescanning og er blevet brugt i mange PIC-programmeringsmetoder.

Hvis producenter af elektroniske produkter ønsker at bruge IEEE 1149.1-programmeringsmetoden, er de afhængige af værktøjer til beskyttelse af intellektuel ejendom, hovedsageligt leveret af forskellige halvlederproducenter. Men programmering med deres værktøj er meget langsom. På grund af deres instinkt for at beskytte intellektuel ejendom er hvert værktøj også begrænset til enheder, der bruges af en enkelt bruger. Dette ville være en stor ulempe, hvis en PIC-enhed på et kort blev brugt af flere brugere.

Alt i alt eliminerer brugen af ​​OBP-metoden behovet for manuelt at manipulere enheden og inkorporere programmering i test, samt langsom fremstillingsproduktion. Den tid, der kræves til programmering, kan dog også være langsom.

ATE-opkaldsprogrammering

Den oprindelige brug af ATE-udstyr var til test i kredsløb af PCB-samlinger for at finde fabrikationsfejl, såsom åbne spor, kortslutninger, manglende komponenter og fejljustering af komponenter. En pin-to-disk fikstur er en array-konfiguration med fjederbelastede testendepunkter, der skaber en mekanisk og elektrisk grænseflade mellem printkortet og ATE-testudstyrets signaldrivende kredsløb.

Når først PCB'et er sikkert forbundet til pin-on-disk-holderen, vil signaldrivkredsløbet for ATE-testudstyret sende programmeringssignaler til målenhedens PIC gennem pin-on-disk fixturen og PCB'en. Udover at teste for mekaniske defekter, kan ATE-udstyr også bruges til at programmere PIC-enheder. Programmeringen og sletningen af ​​komponenter er indlejret i printtestprogrammet, som derefter bruges til at programmere målenheden.

IEEE 1149.1 grænsescanningsprogrammering

For at øge tætheden og kompleksiteten af ​​PCB-komponenter er det meget vanskeligt at teste printkort og komponenter, især for PCB-komponenter med begrænset plads. For at løse dette problem effektivt blev en grænsescanningstestprotokol (IEEE 1149.1) oprettet.

IEEE 1149.1 teststandarden muliggør programmering af logiske eller flashhukommelsesenheder på samlede printkort af en intelligent ekstern enhed. Denne programmeringsenhed danner en forbindelsesgrænseflade med printpladen gennem en standard Test Access Port (forkortet TAP). Alt dette kræver en JTAG-hardwarekontrolenhed, et JTAG-softwaresystem, et JTAG-kompatibelt printkort og en fire-leder testadgangsport.

Grænsescanningsarbejde kan udføres ved hjælp af et specialiseret dedikeret kredsløbskortprogrammeringsudstyr, eller en anden mulighed, ved hjælp af nogle værktøjer leveret af virksomheder såsom GenRad, Hewlett-Packard og Teradyne ATE-testere i USA, kan testes i ATE IEEE 1149.1 grænsescanning programmering fungerer på enheden.

En af de største fordele ved at vedtage IEEE-standarden er, at den kan programmere en lang række komponenter fra forskellige leverandører på samme printkort. Dette reducerer den samlede programmeringstid og forenkler fremstillingsprocessen.

Udstyr til automatiseringsprogrammering (AP).

PIC-teknologien udvikler sig fortsat, så nyt automationsprogrammeringsudstyr og -teknologier holder samme tempo. For eksempel kan Data I/O's ProMaster 970 automatiserede fine-pitch programmeringsenhed programmere PIC-enheder i avancerede pakkestile inklusive BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON og CSP. Dual pick-and-place (PNP) terminaler og valgfri 8, 10 eller 12 stik maksimerer enhedens effektivitet. Programmeringsindretningen kan også være yderligere involveret i kvalitetskontrol af indretningen. For eksempel er problemer med koplanaritet og stiftskader praktisk talt ikke-eksisterende, da det integrerede laservisionssystem sikrer en meget præcis placering af enheden.

På grund af de mange forskellige programmeringsgrænseflader og PNP-enhedskonfigurationer kan automatisk klyngeprogrammering generelt være 5 til 10 gange hurtigere end ATE-programmering. Disse programmeringsværktøjer er også designet til programmering, ikke til at teste kortet eller funktionen, så de kan give meget god programmeringskvalitet.

Fin-pitch PIC-enheder kan være meget dyre, så en reduktion af skadesraten under fremstilling ville i høj grad forbedre en producents break-even point. Det automatiske programmeringssystem, der kan anvendes på de fleste komponenter, er også meget fleksibelt og kan tilpasses avancerede pakkeenhedsformer. Evnen til at kombinere høj produktivitet, høj kvalitet og fleksibilitet resulterer i, at den lavest tilgængelige programmeringspris pr. enhed ofte er mindre end 20 procent af ATE-programmeringsprisen.

Vælg en programmeringsstrategi

Produktionsledere overvejer ofte forskellige måder at programmere på, og de spørger: "Hvilken måde at programmere er bedst for mig?" Der er ikke ét svar, der passer til alle use cases. Indholdet, de vejer, vil generelt omfatte: løsningen, der er vedtaget for produktionseffektivitet, planlægning af produktionslinjebrug, prisen på PCB, proceskontrolproblemer, defektniveauer, styring af leverandører, omkostninger til større udstyr og styring af lagerbeholdning. vil have indflydelse.

Indvirkning på produktiviteten

ATE-programmering reducerer produktiviteten, fordi der tilføjes ekstra tid for at kunne opfylde programmeringsbehov. For eksempel, hvis det tager 15 sekunder at teste for at kontrollere for fejl i fremstillingsprocessen, kan det være nødvendigt med yderligere 5 sekunder for at programmere komponenten. ATE fungerer som en meget dyr programmør med enkelt port. For flash- og logikenheder med høj densitet, der tager længere tid at programmere, vil den samlede testtid, der kræves, være længere, hvilket er en hovedpine. Derfor, når programmeringstiden er meget lille sammenlignet med den samlede testtid for tavlen, er ATE-programmeringsmetoden den mest omkostningseffektive metode. For at øge produktiviteten og for at minimere lange programmeringstider kan ATE programmeringsteknikker kombineres med indbyggede teknikker såsom grænsescanning eller en af ​​de mange patenterede metoder.

En anden løsning er kun at programmere startkoden for målenheden, når kortet testes. Resten af ​​programmeringen af ​​enheden udføres, når der ikke er nogen indflydelse på produktiviteten, typisk når enheden er funktionstestet. Medmindre ATE'ens kapacitet overskrides, er kapaciteten til funktionstest imidlertid tilstrækkelig, og den mest omkostningseffektive programmeringsmetode for højdensitetsenheder er en automatiseret programmeringsenhed. Eksempel: ProMaster 970-enheden er konfigureret med 12 porte, der er i stand til at programmere og lasermarkere 600 8M flashhukommelser i timen. I modsætning hertil ville en ATE, eller funktionel tester, tage 60 til 120 timer at fuldføre disse programmeringsopgaver.