Pārskats par mikroshēmu montāžas mašīnu

Lai izcīnītu vietu mūsdienu sīvajā tirgus konkurencē, elektronisko preču ražotājiem pastāvīgi jāatrod veids, kā samazināt produktu izmaksas un produktu ieviešanas laiku, vienlaikus nepārtraukti uzlabojot jaunu produktu kvalitāti. Papildus ražošanas procesu un procedūru uzlabošanai elektronisko izstrādājumu ražotājiem ir arī jāmudina pusvadītāju ierīču ražotāji miniaturizētās programmējamās integrālās shēmās (PIC) iekļaut vairāk funkciju. Tāpēc augstas klases elektronisko izstrādājumu projektēšanai un ražošanai mums ir skaidri piedāvāts mazāka izmēra, spēcīgāku funkciju un zemāku cenu ceļš. Šajā kontekstā mūsdienu programmējamajām integrālajām shēmām ir daudz kontaktu, spēcīgas funkcijas un novatoriskas montāžas formas. Tomēr elektronisko izstrādājumu ražotājiem, kuri vēlas izmantot jaunākās PIC ierīces, ir jāpārvar dažas programmēšanas laikā radušās problēmas. Vienkārši sakot, lai veiksmīgi programmētu PCI ierīces, ir jāapgūst dažas jaunas metodes. Fu Haoyun nodrošina tehnisko atbalstu kontinentālajām JUKI izvietošanas mašīnām.
Nozares fons
PIC ierīcēm agrāk parasti izmantoja DIP, PLCC vai SOIC iepakojumu. Tomēr, pieaugot pieprasījumam pēc kompaktiem un augstas veiktspējas produktiem, ir nepieciešamas uzlabotas PIC ierīces. Zibatmiņas ierīces ir pieejamas SOP, TSOP, VSOP, BGA un mikro-BGA pakotnēs. Augstas veiktspējas mikrokontrolleri, CPLD un FPGA ir pieejami QFP, BGA un mikro-BGA pakotnēs ar tapu skaitu no 44 līdz vairāk nekā 800.
Lielā tapu skaita un mazā formas faktora dēļ lielākā daļa šo komponentu ir pieejami tikai smalkos soļu iepakojumos. Detaļām ar smalku soli ir ļoti trauslas tapas ar atstarpi tikai 0,508 mm (20 jūdzes) vai gandrīz nemaz. Tas ir novedis pie PIC ierīču izmantošanas, lai risinātu šo izaicinājumu. PIC ierīces ar augstu blīvumu un augstu veiktspēju ir dārgas, un tām ir nepieciešams augstas kvalitātes programmēšanas aprīkojums un lieliska procesa kontrole, lai samazinātu detaļu lūžņus.
Sīkā soļa komponenti ir praktiski droši, ka manuālās programmēšanas laikā saskarsies ar draudiem koplanaritātes un cita veida tapu bojājumu dēļ. Ja tapas ir bojātas, tas var radīt problēmas ar lodēšanas savienojumu uzticamību, kas palielinās defektu biežumu ražošanas procesā. Tāpat arī augsta blīvuma komponentu programmēšana prasīs ilgāku laiku, kas samazinās ražošanas efektivitāti.
Programmēšana uz shēmas plates
Uzlaboto PIC ierīču lietotāji saskaras ar grūtu izvēli: riskēt ar kvalitātes problēmām un izmantot manuālo programmēšanu? Vai arī atrodiet alternatīvu programmēšanas metodi, kas novērš manuālo pieskārienu metodi?
Lai sasniegtu pēdējo, ražotāji sākotnēji sāka izmantot iebūvēto programmēšanu (OBP). OBP ir vienkārša metode, kas programmē PIC pēc tam, kad tas ir uzstādīts uz iespiedshēmas plates (PCB). Parasti testēšana vai funkcionālā pārbaude tiek veikta shēmas platei. Zibatmiņa, elektriski dzēšamā programmējamā tikai lasāmā atmiņa (EEprom), uz EEprom balstītas CPLD ierīces, uz EEprom balstītas FPGA ierīces un mikrokontrolleri ar iebūvētu zibatmiņu vai EEprom ir ieprogrammēti OBP formātā.
Visizplatītākā metode OBP ieviešanai, lai tā atbilstu zibatmiņas un mikrokontrolleru prasībām, ir izmantot automātiskās pārbaudes iekārtas (ATE) programmēšanu, izmantojot fiksatoru. Loģiskās ierīces ir sarežģīti programmējamas, un tās nav piemērotas ATE programmēšanai bez nagiem.
Jauna OBP tehnoloģija, kuras pamatā ir sākotnējā IEEE specifikācija, lai atbalstītu testēšanu, liecina par daudzsološu nākotni. Specifikācijā, ko sauc par IEEE 1149.1, ir noteikta virkne robežu skenēšanas protokolu, kas ir izmantoti daudzās PIC programmēšanas metodēs.
Ja elektronisko izstrādājumu ražotāji vēlas izmantot IEEE 1149.1 programmēšanas metodes, viņi paļaujas uz intelektuālā īpašuma aizsardzības rīkiem, ko nodrošina dažādi pusvadītāju ražotāji. Bet programmēšana ar viņu rīkiem ir ļoti lēna. Turklāt, ņemot vērā viņu instinktu aizsargāt intelektuālo īpašumu, katrs rīks ir ierobežots ar ierīci, ko izmanto viens lietotājs. Tas ir būtisks trūkums, ja shēmas plates PIC ierīces izmanto vairāki lietotāji.
Rezumējot, OBP metožu izmantošana var novērst manuālu ierīču apstrādi un programmēšanu testēšanā, kā arī lēnu ražošanas ražošanu. Tomēr programmēšanai nepieciešamais laiks var būt arī lēns.
ATE Pin-on-disk programmēšana
ATE aprīkojums sākotnēji tika izmantots, lai veiktu PCB mezglu testēšanu ķēdē, lai noteiktu defektus, piemēram, atvērtas un īsas pēdas, trūkstošus komponentus un nepareizi saskaņotus komponentus, kas rodas ražošanas procesā. Pin-on-disk ķermeņi ir masīva konfigurēti, ar atsperu slogoti testa termināli, kas veido mehānisku un elektrisku saskarni starp PCB un ATE testa iekārtas signāla vadīšanas shēmu.
Kad PCB ir droši savienots ar pin-on-disk armatūru, ATE testa aprīkojuma signāla vadīšanas shēma nosūtīs programmēšanas signālus uz mērķa ierīces PIC caur pin-on-disk armatūru un PCB. Papildus mehānisko defektu pārbaudei ATE iekārtas var izmantot arī PIC ierīču programmēšanai. Komponentu programmēšanas un dzēšanas procedūras ir iestrādātas shēmas plates pārbaudes procedūrā, lai programmētu mērķa ierīci.
IEEE 1149.1 robežu skenēšanas programmēšana
Lai palielinātu PCB bloku blīvumu un sarežģītību, shēmas plates un komponentu testēšana saskaras ar lielām grūtībām, īpaši PCB komplektiem ar ierobežotu vietu. Lai efektīvi atrisinātu šo problēmu, tika izveidots robežu skenēšanas testa protokols (IEEE 1149.1).
IEEE 1149.1 testa standarts var programmēt loģiskās ierīces vai zibatmiņas ierīces saliktās shēmas platēs, izmantojot viedo ārējo ierīci. Šī programmēšanas ierīce veido savienojuma saskarni ar shēmas plati, izmantojot standarta pārbaudes piekļuves portu (Test Access Port, saīsināti kā TAP). Tam visam ir jāizmanto JTAG aparatūras vadības ierīces, JTAG programmatūras sistēmas, ar JTAG saderīgas PCB shēmas plates un četru vadu pārbaudes piekļuves ports.
Robežu skenēšanas darbu var īstenot, izmantojot specializētu speciālu shēmas plates programmēšanas ierīci, vai cita iespēja ir izmantot dažus rīkus, ko nodrošina tādi uzņēmumi kā GenRad, Hewlett-Packard un Teradyne ATE testētāji ASV, lai IEEE 1149.1 robežu skenēšanas programmēšana varētu jāievieš uz ATE testa iekārtām.
Viena no lielākajām IEEE standarta izmantošanas priekšrocībām ir tā, ka tas var ieprogrammēt dažādus komponentus, ko nodrošina dažādi piegādātāji uz vienas PCB. Tas var samazināt kopējo programmēšanas laiku un vienkāršot ražošanas procesu.
Automatizētās programmēšanas (AP) iekārtas
PIC tehnoloģija turpina attīstīties, tāpēc jaunas automatizētās programmēšanas iekārtas un tehnoloģijas iet kopsolī. Piemēram, datu ievades/izvades ProMaster 970 automatizētā smalkā soļa programmēšanas iekārta var programmēt PIC ierīces uzlabotos pakotņu formātos, tostarp BGA, micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON un CSP. Dubultās pick-and-place (PNP) galvenes un izvēles 8, 10 vai 12-kontaktu kontaktligzdas var maksimāli palielināt aprīkojuma efektivitāti. Programmēšanas aprīkojums var arī turpmāk ietvert ierīces kvalitātes kontroli. Piemēram, līdzplanaritātes problēmas un tapas bojājumi praktiski nepastāv, jo integrētā lāzera redzes sistēma var nodrošināt ļoti precīzu ierīces novietojumu.
Programmēšanas saskarņu un PNP ierīču konfigurāciju dažādības dēļ automatizētā klasteru programmēšana parasti var būt 5 līdz 10 reizes ātrāka nekā ATE programmēšana. Atkal šie programmēšanas rīki ir paredzēti tieši programmēšanai, nevis dēļu vai funkciju testēšanai, tāpēc tie var nodrošināt ļoti labu programmēšanas kvalitāti.
Smalka piķa PIC ierīces var būt ļoti dārgas, tādēļ, ja bojājumu līmeni ražošanas procesā var samazināt, tas ievērojami uzlabos ražotāja rentabilitātes punktu. Automātiskās programmēšanas sistēmas, kuras var pielietot lielākajai daļai komponentu, ir arī ļoti elastīgas un var tikt pielāgotas progresīvām iepakošanas ierīču formām. Augstas produktivitātes, augstas kvalitātes un elastības kombinācijas rezultātā zemākā pieejamā programmēšanas cena vienai ierīcei bieži ir mazāka par 20% no ATE programmēšanas cenas.