Descripción general de la máquina de colocación
Para ganar un lugar en la feroz competencia del mercado actual, los fabricantes de productos electrónicos deben encontrar constantemente una nueva forma que pueda reducir el costo del producto y el tiempo de introducción del producto y, al mismo tiempo, pueden mejorar continuamente la calidad de los nuevos productos. Además, se deben mejorar los procesos y procedimientos de fabricación, y los fabricantes de productos electrónicos también deben presionar a los fabricantes de dispositivos semiconductores para que incorporen más funciones en los circuitos integrados programables (PIC) de tamaño miniaturizado. Por lo tanto, para el diseño y la fabricación de productos electrónicos de gama alta, se demuestra claramente que tenemos por delante un camino de menor tamaño, mayor funcionalidad y menor precio. En este contexto, los circuitos integrados programables de hoy en día tienen muchos pines, tienen funciones sólidas y utilizan formas de ensamblaje innovadoras. Pero los fabricantes de productos electrónicos que deseen utilizar los últimos dispositivos PIC deben superar algunos de los problemas encontrados en el proceso de programación. En pocas palabras, para poder programar dispositivos PCI sin problemas, es necesario aprender algunos métodos nuevos. Fuhaoyun brinda soporte técnico para máquinas de colocación JUKI en China continental.
conocimiento de los negocios
Para dispositivos PIC, los paquetes DIP, PLCC o SOIC se usaban generalmente en el pasado. Sin embargo, a medida que aumenta la demanda de productos compactos de alto rendimiento, se requieren dispositivos PIC más avanzados. Actualmente, los dispositivos de memoria flash están disponibles en paquetes SOP, TSOP, VSOP, BGA y tiny BGA. Los microcontroladores de alto rendimiento, los dispositivos CPLD y los dispositivos FPGA se pueden empaquetar en QFP, BGA y micro BGA, con recuentos de pines que van desde 44 hasta más de 800.
Debido a la gran cantidad de pines y al factor de forma pequeño, la mayoría de estos componentes solo están disponibles en paquetes de paso fino. Los componentes de paso fino tienen cables muy frágiles, con un paso de solo 0.508 mm (20 mils) o casi sin espacio libre. Entonces, la gente está considerando el uso de dispositivos PIC para enfrentar este desafío. Los dispositivos PIC con alta densidad y alto rendimiento son costosos, requieren equipos de programación de alta calidad y requieren un muy buen control de procesos para minimizar el desperdicio de componentes.
Es casi seguro que los componentes de paso fino se enfrenten a amenazas de coplanaridad y otras formas de daños en los cables durante las operaciones programadas a mano. Si los pines están dañados, puede causar problemas con la confiabilidad de las juntas de soldadura, lo que aumentará la tasa de defectos en el proceso de fabricación. Del mismo modo, los componentes de alta densidad tardarán más en programarse, lo que reduce la eficiencia de la producción.
programación en una placa de circuito
Los usuarios de dispositivos PIC avanzados se enfrentan a una elección difícil: ¿arriesgarse a tener problemas de calidad y programarlos manualmente? ¿O está buscando un método de programación alternativo que elimine los toques manuales?
Para poder lograr esto último, los fabricantes inicialmente comenzaron a utilizar la programación a bordo (OBP, por sus siglas en inglés). OBP es un método simple de programar el PIC después de montarlo en una placa de circuito impreso (PCB para abreviar). En general, las pruebas o pruebas funcionales se realizan en la placa de circuito. Memoria flash, memoria de solo lectura programable y borrable electrónicamente (EEprom para abreviar), dispositivos CPLD basados en EEprom, dispositivos FPGA basados en EEprom y microcontroladores con memoria flash integrada o EEprom, todos los cuales utilizan la programación en formato OBP.
Para cumplir con los requisitos de uso de la memoria flash y los microcontroladores, la forma más común de implementar OBP es usar la programación de equipos de prueba automáticos (ATE) con la ayuda de un accesorio de cama de clavos. La programación es bastante complicada para los dispositivos lógicos y no es adecuada para la programación con dispositivos pin-on-disk de ATE.
Una nueva tecnología OBP desarrollada originalmente en base a las especificaciones IEEE para respaldar las pruebas muestra un futuro prometedor. Esta especificación, denominada IEEE 1149.1, especifica una serie de protocolos para la exploración de límites y se ha utilizado en muchos métodos de programación PIC.
Si los fabricantes de productos electrónicos desean utilizar el método de programación IEEE 1149.1, confían en las herramientas de protección de la propiedad intelectual proporcionadas principalmente por varios fabricantes de semiconductores. Pero la programación con su herramienta es muy lenta. Además, debido a su instinto de proteger la propiedad intelectual, cada herramienta está limitada a dispositivos utilizados por un solo usuario. Esto sería un gran inconveniente si varios usuarios utilizaran un dispositivo PIC en una placa.
Con todo, el uso del método OBP elimina la necesidad de manipular manualmente el dispositivo e incorporar la programación en las pruebas, así como la producción lenta de fabricación. Sin embargo, el tiempo requerido para la programación también puede ser lento.
Programación del dial ATE
El uso original de los equipos de ATE era para pruebas en circuito de ensamblajes de PCB para encontrar defectos de fabricación como pistas abiertas, cortocircuitos, componentes faltantes y desalineación de componentes. Un accesorio pin-to-disk es una configuración de matriz con puntos finales de prueba cargados por resorte que crea una interfaz mecánica y eléctrica entre la PCB y el circuito de control de señal del equipo de prueba ATE.
Una vez que la placa de circuito impreso está conectada de manera segura al dispositivo pin-on-disk, el circuito de control de señal del equipo de prueba ATE enviará señales de programación al dispositivo de destino PIC a través del dispositivo pin-on-disk y la placa de circuito impreso. Además de las pruebas de defectos mecánicos, el equipo ATE también se puede utilizar para programar dispositivos PIC. La programación y el borrado de componentes están integrados en el programa de prueba de la placa, que luego se utiliza para programar el dispositivo de destino.
Programación de exploración de límites IEEE 1149.1
Para aumentar la densidad y la complejidad de los componentes de PCB, es muy difícil probar las placas de circuito y los componentes, especialmente para los componentes de PCB con espacio limitado. Para resolver este problema de manera efectiva, se creó un protocolo de prueba de exploración de límites (IEEE 1149.1).
El estándar de prueba IEEE 1149.1 permite la programación de dispositivos lógicos o de memoria flash en placas de circuito ensambladas por un dispositivo externo inteligente. Este dispositivo de programación forma una interfaz de conexión con la placa de circuito a través de un puerto de acceso de prueba estándar (TAP, por sus siglas en inglés). Todo esto requiere una unidad de control de hardware JTAG, un sistema de software JTAG, una PCB compatible con JTAG y un puerto de acceso de prueba de cuatro hilos.
El trabajo de escaneo de límites se puede lograr usando un equipo de programación de placa de circuito dedicado especializado, u otra opción, usando algunas herramientas proporcionadas por compañías como GenRad, Hewlett-Packard y Teradyne ATE testers en los Estados Unidos, se puede probar en el escaneo de límites ATE IEEE 1149.1 la programación funciona en el dispositivo.
Una de las mayores ventajas de adoptar el estándar IEEE es que puede programar una amplia variedad de componentes de diferentes proveedores en el mismo PCB. Esto reduce el tiempo total de programación y simplifica el proceso de fabricación.
Equipo de Programación de Automatización (AP)
La tecnología PIC continúa avanzando, por lo que los nuevos equipos y tecnologías de programación de automatización mantienen el mismo ritmo. Por ejemplo, el dispositivo de programación de paso fino automatizado ProMaster 970 de Data I/O puede programar dispositivos PIC en estilos de paquetes avanzados que incluyen BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON y CSP. Los terminales duales de selección y colocación (PNP) y los enchufes opcionales de 8, 10 o 12 maximizan la eficiencia del dispositivo. El dispositivo de programación también puede participar más en el control de calidad del dispositivo. Por ejemplo, los problemas de coplanaridad y los daños en los pines son prácticamente inexistentes, ya que el sistema de visión láser integrado garantiza una colocación muy precisa del dispositivo.
Debido a la variedad de interfaces de programación y configuraciones de dispositivos PNP, la programación automática de grupos generalmente puede ser de 5 a 10 veces más rápida que la programación ATE. Además, estas herramientas de programación están diseñadas para programar, no para probar la placa o la función, por lo que pueden brindar una muy buena calidad de programación.
Los dispositivos PIC de paso fino pueden ser muy costosos, por lo que reducir la tasa de daños durante la fabricación mejoraría en gran medida el punto de equilibrio del fabricante. El sistema de programación automática que se puede aplicar a la mayoría de los componentes también es muy flexible y se puede adaptar a formas de dispositivos de paquetes avanzados. La capacidad de combinar alta productividad, alta calidad y flexibilidad da como resultado que el precio de programación más bajo disponible por dispositivo a menudo sea inferior al 20 por ciento del precio de programación ATE.
Elija una estrategia de programación
Los líderes de producción a menudo consideran diferentes formas de programar y preguntan: "¿Qué forma de programar es mejor para mí?" No hay una respuesta que se ajuste a todos los casos de uso. El contenido que sopesan generalmente incluirá: la solución adoptada para la eficiencia de producción, la programación del uso de la línea de producción, el precio de PCB, problemas de control de procesos, niveles de tasa de defectos, gestión de proveedores, costo de equipos principales y gestión de inventario. tendrá un impacto.
Impacto en la productividad
La programación de ATE reduce la productividad porque se agrega tiempo extra para poder cumplir con las necesidades de programación. Por ejemplo, si lleva 15 segundos realizar la prueba para detectar defectos en el proceso de fabricación, es posible que se necesiten 5 segundos adicionales para programar el componente. ATE actúa como un programador de puerto único muy caro. Además, para los dispositivos lógicos y flash de alta densidad que tardan más en programarse, el tiempo total de prueba requerido será más largo, lo que es un dolor de cabeza. Por lo tanto, cuando el tiempo de programación es muy pequeño en comparación con el tiempo total de prueba de la placa, el método de programación ATE es el método más rentable. Para aumentar la productividad y minimizar los largos tiempos de programación, las técnicas de programación ATE se pueden combinar con técnicas integradas, como el escaneo de límites o uno de los muchos métodos patentados.
Otra solución es programar solo el código de inicio del dispositivo de destino cuando se prueba la placa. El resto de la programación del dispositivo se realiza cuando no hay impacto en la productividad, generalmente cuando el dispositivo se prueba funcionalmente. Sin embargo, a menos que se exceda la capacidad del ATE, la capacidad de prueba funcional es suficiente y el método de programación más rentable para dispositivos de alta densidad es un dispositivo de programación automatizado. Caso en cuestión: el dispositivo ProMaster 970 está configurado con 12 puertos, capaz de programar y marcar con láser 600 8M memorias flash por hora. Por el contrario, un ATE, o probador funcional, tardaría entre 60 y 120 horas en completar estas tareas de programación.