Przegląd maszyny do montażu chipów

Aby zdobyć miejsce na dzisiejszej ostrej konkurencji rynkowej, producenci produktów elektronicznych muszą stale znajdować sposób na zmniejszenie kosztów produktów i czasu ich wprowadzenia na rynek, przy jednoczesnym ciągłym podnoszeniu jakości nowych produktów. Oprócz ulepszania procesów i procedur produkcyjnych producenci produktów elektronicznych muszą także zachęcać producentów urządzeń półprzewodnikowych do włączania większej liczby funkcji do zminiaturyzowanych programowalnych układów scalonych (PIC). Dlatego w przypadku projektowania i produkcji wysokiej klasy produktów elektronicznych wyraźnie przedstawia się nam ścieżka mniejszych rozmiarów, silniejszych funkcji i niższych cen. W tym kontekście dzisiejsze programowalne układy scalone mają wiele pinów, mocne funkcje i innowacyjne formy montażu. Jednak producenci produktów elektronicznych, którzy chcą korzystać z najnowszych urządzeń PIC, muszą pokonać pewne problemy napotkane podczas programowania. Mówiąc najprościej, aby skutecznie programować urządzenia PCI, trzeba nauczyć się kilku nowych metod. Fu Haoyun zapewnia wsparcie techniczne dla maszyn umieszczających JUKI na kontynencie.
Tło branży
W przypadku urządzeń PIC w przeszłości powszechnie stosowano opakowania DIP, PLCC lub SOIC. Jednak wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na produkty kompaktowe i wydajne, wymagane są bardziej zaawansowane urządzenia PIC. Urządzenia pamięci Flash są dostępne w obudowach SOP, TSOP, VSOP, BGA i micro-BGA. Wysokowydajne mikrokontrolery, CPLD i FPGA są dostępne w obudowach QFP, BGA i micro-BGA z liczbą pinów od 44 do ponad 800.
Ze względu na dużą liczbę pinów i małą obudowę większość tych komponentów jest dostępna tylko w obudowach o drobnym rozstawie. Komponenty o drobnej podziałce mają bardzo delikatne sworznie z odstępem wynoszącym zaledwie 0,508 mm (20 milicala) lub prawie bez luzu. Doprowadziło to do wykorzystania urządzeń PIC, aby sprostać temu wyzwaniu. Urządzenia PIC o dużej gęstości i wysokiej wydajności są drogie i wymagają wysokiej jakości sprzętu programistycznego oraz doskonałej kontroli procesu, aby zminimalizować odpady komponentów.
Komponenty o drobnej podziałce z pewnością napotkają zagrożenia wynikające ze współpłaszczyznowości i innych form uszkodzenia pinów podczas programowania ręcznego. Uszkodzenie pinów może spowodować problemy z niezawodnością połączeń lutowanych, co zwiększy ryzyko defektów w procesie produkcyjnym. Podobnie programowanie komponentów o dużej gęstości będzie w rzeczywistości trwało dłużej, co zmniejszy wydajność produkcji.
Programowanie na płytce drukowanej
Użytkownicy zaawansowanych urządzeń PIC stają przed trudnym wyborem: ryzykować problemy z jakością i korzystać z programowania ręcznego? Lub znaleźć alternatywną metodę programowania, która eliminuje metodę ręcznego dotyku?
Aby to osiągnąć, producenci początkowo zaczęli stosować programowanie pokładowe (OBP). OBP to prosta metoda programowania PIC po jego zamontowaniu na płytce drukowanej (PCB). Ogólnie rzecz biorąc, testy lub testy funkcjonalne przeprowadza się na płytce drukowanej. Pamięć Flash, elektrycznie kasowalna programowalna pamięć tylko do odczytu (EEprom), urządzenia CPLD oparte na EEprom, urządzenia FPGA oparte na EEprom i mikrokontrolery z wbudowaną pamięcią flash lub EEprom są programowane w formie OBP.
Najpowszechniejszą metodą wdrażania OBP w celu spełnienia wymagań pamięci flash i mikrokontrolerów jest użycie automatycznego programowania sprzętu testowego (ATE) za pomocą uchwytu do mocowania gwoździ. Urządzenia logiczne są skomplikowane w programowaniu i nie nadają się do programowania na podstawie ATE.
Nowa technologia OBP, oparta na oryginalnej specyfikacji IEEE, wspierająca testowanie, rysuje obiecującą przyszłość. Specyfikacja, zwana IEEE 1149.1, określa serię protokołów skanowania granic, które były używane w wielu metodach programowania PIC.
Jeśli producenci produktów elektronicznych chcą stosować metody programowania IEEE 1149.1, polegają na narzędziach ochrony własności intelektualnej udostępnianych przez różnych producentów półprzewodników. Ale programowanie za pomocą ich narzędzi jest bardzo powolne. Ponadto, ze względu na instynkt ochrony własności intelektualnej, każde narzędzie jest ograniczone do urządzenia używanego przez jednego użytkownika. Jest to główna wada, jeśli urządzenia PIC na płytce drukowanej są używane przez wielu użytkowników.
Podsumowując, zastosowanie metod OBP może wyeliminować zjawisko ręcznej obsługi urządzenia i programowania do testów, a także spowolnienia produkcji produkcyjnej. Jednak czas potrzebny na programowanie może być również powolny.
Programowanie pin-on-disc ATE
Sprzęt ATE był pierwotnie używany do przeprowadzania testów w obwodach zespołów PCB w celu wykrycia defektów, takich jak otwarte i krótkie ścieżki, brakujące komponenty i źle ustawione komponenty, które występują w procesie produkcyjnym. Przystawki typu pin-on-disk to skonfigurowane macierzowo, sprężynowe zaciski testowe, które tworzą mechaniczny i elektryczny interfejs pomiędzy płytką drukowaną a obwodami sterującymi sygnałem sprzętu testowego ATE.
Gdy płytka PCB zostanie bezpiecznie podłączona do uchwytu typu pin-on-disk, obwód sterujący sygnałem sprzętu testowego ATE wyśle ​​sygnały programujące do układu PIC urządzenia docelowego poprzez uchwyt typu pin-on-disk i płytkę drukowaną. Oprócz testowania uszkodzeń mechanicznych, sprzęt ATE może być również używany do programowania urządzeń PIC. Procedury programowania i kasowania komponentów są wbudowane w procedurę testowania płytki drukowanej w celu zaprogramowania urządzenia docelowego.
Programowanie skanowania granic IEEE 1149.1
Aby zwiększyć gęstość i złożoność zespołów PCB, testowanie płytek drukowanych i komponentów napotyka duże trudności, szczególnie w przypadku zespołów PCB o ograniczonej przestrzeni. Aby skutecznie rozwiązać ten problem, powstał protokół testu skanowania granic (IEEE 1149.1).
Standard testowy IEEE 1149.1 umożliwia programowanie urządzeń logicznych lub urządzeń pamięci flash na zmontowanych płytkach drukowanych za pośrednictwem inteligentnego urządzenia zewnętrznego. To urządzenie programujące tworzy interfejs połączeniowy z płytką drukowaną poprzez standardowy port dostępu testowego (port dostępu testowego, w skrócie TAP). Wszystko to wymaga użycia sprzętowych urządzeń sterujących JTAG, systemów oprogramowania JTAG, płytek drukowanych kompatybilnych z JTAG i czteroprzewodowego portu dostępu testowego.
Skanowanie granic można wdrożyć za pomocą specjalistycznego, dedykowanego urządzenia do programowania płytek drukowanych lub inną opcją jest użycie narzędzi dostarczonych przez firmy takie jak testerzy GenRad, Hewlett-Packard i Teradyne ATE w Stanach Zjednoczonych, dzięki czemu programowanie skanowania granic IEEE 1149.1 może zostać wdrożone na sprzęcie testowym ATE.
Jedną z największych zalet stosowania standardu IEEE jest możliwość zaprogramowania na tej samej płytce drukowanej różnych komponentów dostarczonych przez różnych dostawców. Może to skrócić ogólny czas programowania i uprościć proces produkcyjny.
Sprzęt do automatycznego programowania (AP).
Technologia PIC stale się rozwija, więc nowy sprzęt i technologia automatycznego programowania dotrzymują kroku. Na przykład zautomatyzowany sprzęt do programowania dokładnego odstępu Data I/O ProMaster 970 może programować urządzenia PIC w zaawansowanych formatach pakietów, w tym BGA, micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON i CSP. Podwójne złącza typu pick-and-place (PNP) i opcjonalne gniazda 8, 10 lub 12-pinowe mogą zmaksymalizować wydajność sprzętu. Sprzęt programujący może również obejmować kontrolę jakości urządzenia. Na przykład problemy ze współpłaszczyznowością i uszkodzenia pinów praktycznie nie występują, ponieważ zintegrowany laserowy system wizyjny może zapewnić bardzo dokładne umiejscowienie urządzenia.
Zautomatyzowane programowanie klastra może być zazwyczaj od 5 do 10 razy szybsze niż programowanie ATE ze względu na różnorodność interfejsów programistycznych i konfiguracji urządzeń PNP. Ponownie, te narzędzia programistyczne zostały zaprojektowane specjalnie do programowania, a nie do testowania płytek lub funkcji, dzięki czemu mogą zapewnić bardzo dobrą jakość programowania.
Urządzenia PIC o drobnej podziałce mogą być bardzo drogie, więc jeśli uda się zmniejszyć stopień uszkodzeń w procesie produkcyjnym, znacznie poprawi to próg rentowności producenta. Automatyczne systemy programowania, które można zastosować do większości komponentów, są również bardzo elastyczne i można je dostosować do zaawansowanych form urządzeń pakujących. Połączenie wysokiej produktywności, wysokiej jakości i elastyczności spowodowało, że najniższa dostępna cena programowania za urządzenie często wynosi mniej niż 20% ceny programowania ATE.