Огляд машини для монтажу мікросхем

Щоб завоювати місце в сучасній жорсткій ринковій конкуренції, виробники електронних виробів повинні постійно знаходити спосіб скоротити витрати на продукцію та час впровадження продукції, в той же час постійно покращуючи якість нових продуктів. Крім удосконалення виробничих процесів і процедур, виробники електронних виробів повинні також заохочувати виробників напівпровідникових пристроїв включати більше функцій у мініатюрні програмовані інтегральні схеми (PIC). Таким чином, для проектування та виробництва високоякісних електронних продуктів нам чітко представлений шлях меншого розміру, потужніших функцій і нижчих цін. У цьому контексті сучасні програмовані інтегральні схеми мають багато контактів, потужні функції та інноваційні форми складання. Однак виробники електронних виробів, які хочуть використовувати новітні пристрої PIC, повинні подолати деякі проблеми, що виникають під час програмування. Простіше кажучи, щоб успішно програмувати пристрої PCI, вам потрібно вивчити деякі нові методи. Fu Haoyun надає технічну підтримку для машин розміщення JUKI на материку.
Промисловість фону
Для PIC-пристроїв у минулому зазвичай використовували пакети DIP, PLCC або SOIC. Однак із зростанням попиту на компактні та високопродуктивні продукти потрібні більш досконалі пристрої PIC. Пристрої флеш-пам'яті доступні в корпусах SOP, TSOP, VSOP, BGA та micro-BGA. Високопродуктивні мікроконтролери, CPLD і FPGA доступні в корпусах QFP, BGA і micro-BGA з кількістю контактів від 44 до понад 800.
Через велику кількість контактів і малий форм-фактор більшість із цих компонентів доступні лише в корпусах із дрібним кроком. Компоненти з дрібним кроком мають дуже тендітні штифти з відстанню лише 0,508 мм (20 мил) або майже без зазору. Це призвело до використання пристроїв PIC для вирішення цієї проблеми. Пристрої PIC з високою щільністю та високою продуктивністю є дорогими та вимагають високоякісного обладнання для програмування та чудового контролю процесу, щоб мінімізувати брак компонентів.
Компоненти з дрібним кроком практично напевно зіткнуться з загрозами через компланарність та інші форми пошкодження штифтів під час ручного програмування. Якщо контакти пошкоджені, це може спричинити проблеми з надійністю паяних з’єднань, що призведе до збільшення кількості дефектів у процесі виробництва. Подібним чином компоненти з високою щільністю фактично займуть більше часу для програмування, що знизить ефективність виробництва.
Програмування на платі
Користувачі вдосконалених PIC-пристроїв стоять перед важким вибором: ризикувати проблемами якості та використовувати ручне програмування? Або знайти альтернативний метод програмування, який усуває метод ручного дотику?
Щоб досягти останнього, виробники спочатку почали використовувати бортове програмування (OBP). OBP - це простий метод, який програмує PIC після того, як він змонтований на друкованій платі (PCB). Як правило, тестування або функціональне тестування виконується на друкованій платі. Флеш-пам’ять, електрично стирається програмована пам’ять лише для читання (EEprom), пристрої CPLD на основі EEprom, пристрої FPGA на основі EEprom і мікроконтролери з вбудованою флеш-пам’яттю або EEprom усі запрограмовані у формі OBP.
Найпоширенішим методом реалізації OBP для задоволення вимог флеш-пам’яті та мікроконтролерів є використання автоматичного програмування тестового обладнання (ATE) за допомогою пристосування bed-of-nails. Логічні пристрої складні для програмування і не підходять для програмування ATE bed-of-nails.
Нова технологія OBP, заснована на оригінальній специфікації IEEE для підтримки тестування, має багатообіцяюче майбутнє. Специфікація під назвою IEEE 1149.1 визначає серію протоколів граничного сканування, які використовувалися в багатьох методах програмування PIC.
Якщо виробники електронних виробів хочуть використовувати методи програмування IEEE 1149.1, вони покладаються на засоби захисту інтелектуальної власності, які надають різні виробники напівпровідників. Але програмування з їх інструментами дуже повільне. Крім того, через інстинкт захисту інтелектуальної власності кожен інструмент обмежений пристроєм, яким користується один користувач. Це головний недолік, якщо пристрої PIC на друкованій платі використовуються декількома користувачами.
Таким чином, використання методів OBP може усунути явище ручного керування пристроєм і програмування для тестування, а також повільне виробництво. Однак час, необхідний для програмування, також може бути повільним.
Програмування ATE Pin-on-disk
Обладнання ATE спочатку використовувалося для проведення внутрішньосхемного тестування збірок друкованих плат для виявлення таких дефектів, як відкриті та короткі лінії, відсутні компоненти та невідповідні компоненти, які виникають під час виробничого процесу. Пристрої Pin-on-disk — це сконфігуровані у формі масиву пружинні випробувальні термінали, які утворюють механічний та електричний інтерфейс між друкованою платою та схемою управління сигналами випробувального обладнання ATE.
Після того, як друкована плата надійно підключена до кріплення на контактному диску, схема управління сигналами тестового обладнання ATE надсилатиме сигнали програмування на цільовий пристрій PIC через кріплення на контактному диску та друковану плату. Окрім перевірки механічних дефектів, обладнання ATE також можна використовувати для програмування пристроїв PIC. Процедури програмування та стирання для компонентів вбудовані в процедуру тестування друкованої плати для програмування цільового пристрою.
Програмування граничного сканування IEEE 1149.1
Щоб збільшити щільність і складність збірок друкованих плат, тестування друкованих плат і компонентів стикається з великими труднощами, особливо для збірок друкованих плат з обмеженим простором. Щоб ефективно вирішити цю проблему, був розроблений тестовий протокол граничного сканування (IEEE 1149.1).
Тестовий стандарт IEEE 1149.1 може програмувати логічні пристрої або пристрої флеш-пам’яті на зібраних друкованих платах через інтелектуальний зовнішній пристрій. Цей пристрій програмування формує інтерфейс підключення до друкованої плати через стандартний тестовий порт доступу (Test Access Port, скорочено TAP). Все це вимагає використання апаратних пристроїв управління JTAG, систем програмного забезпечення JTAG, JTAG-сумісних друкованих плат і чотирипровідного тестового порту доступу.
Роботу граничного сканування можна реалізувати за допомогою спеціального пристрою для програмування друкованої плати, або іншим варіантом є використання інструментів, наданих такими компаніями, як GenRad, Hewlett-Packard і Teradyne ATE-тестери в Сполучених Штатах, щоб програмування граничного сканування IEEE 1149.1 могло бути реалізовано на тестовому обладнанні ATE.
Одна з найбільших переваг використання стандарту IEEE полягає в тому, що він може програмувати різноманітні компоненти, надані різними постачальниками, на одній друкованій платі. Це може скоротити загальний час програмування та спростити виробничий процес.
Обладнання для автоматичного програмування (AP).
Технологія PIC продовжує розвиватися, тому нове обладнання та технології автоматизованого програмування йдуть в ногу. Наприклад, автоматизоване обладнання ProMaster 970 для введення/виведення даних ProMaster 970 може програмувати пристрої PIC у передових форматах пакетів, включаючи BGA, micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON і CSP. Подвійні роз’єми «Pick-and-Place» (PNP) і додаткові 8-, 10- або 12-контактні роз’єми можуть максимізувати ефективність обладнання. Обладнання для програмування також може передбачати контроль якості пристрою. Наприклад, проблеми компланарності та пошкодження штифтів практично відсутні, оскільки інтегрована система лазерного бачення може забезпечити дуже точне розміщення пристрою.
Автоматизоване кластерне програмування зазвичай може бути в 5-10 разів швидшим, ніж програмування ATE, завдяки різноманітності інтерфейсів програмування та конфігурацій пристроїв PNP. Знову ж таки, ці інструменти програмування розроблені спеціально для програмування, а не для тестування плат чи функцій, тому вони можуть забезпечити дуже хорошу якість програмування.
Пристрої PIC з дрібним кроком можуть бути дуже дорогими, тому якщо можна зменшити рівень пошкоджень під час виробничого процесу, це значно покращить точку беззбитковості виробника. Системи автоматичного програмування, які можна застосувати до більшості компонентів, також є дуже гнучкими та можуть бути адаптовані до передових форм пакувальних пристроїв. Поєднання високої продуктивності, високої якості та гнучкості призвело до того, що найнижча доступна ціна програмування на пристрій часто становить менше 20% від ціни програмування ATE.