Paigutusmasina ülevaade
Tänapäeva karmis turukonkurentsis koha võitmiseks peavad elektroonikatoodete tootjad pidevalt leidma uue võimaluse, mis võimaldab vähendada toote maksumust ja toote tutvustamisaega ning samal ajal pidevalt parandada uute toodete kvaliteeti. Lisaks tuleb täiustada tootmisprotsesse ja -protseduure ning elektroonikatootjad peavad pooljuhtseadmete tootjaid ka tõukama, et nad lisaksid miniatuurse suurusega programmeeritavatesse integraallülitustesse (PIC) rohkem funktsioone. Seega on tipptasemel elektroonikatoodete projekteerimisel ja valmistamisel meie ees selgelt näha väiksemate mõõtmete, kõrgema funktsiooni ja madalama hinnaga teed. Selles kontekstis on tänapäevastel programmeeritavatel integraallülitustel palju kontakte, neil on tugev funktsioon ja nad kasutavad uuenduslikke koostevorme. Kuid elektroonikatootjad, kes soovivad kasutada uusimaid PIC-seadmeid, peavad ületama mõned programmeerimisprotsessis ilmnenud probleemid. Lihtsamalt öeldes tuleb PCI-seadmete sujuvaks programmeerimiseks õppida mõned uued meetodid. Fuhaoyun pakub Mandri-Hiinas tehnilist tuge JUKI paigutusmasinatele.
äriline taust
PIC-seadmete puhul kasutati varem üldiselt DIP-, PLCC- või SOIC-pakette. Kuna aga nõudlus kompaktsete ja suure jõudlusega toodete järele kasvab, on vaja täiustatud PIC-seadmeid. Välkmäluseadmed on tänapäeval saadaval SOP-, TSOP-, VSOP-, BGA- ja pisikestes BGA-pakettides. Suure jõudlusega mikrokontrollereid, CPLD-seadmeid ja FPGA-seadmeid saab pakendada QFP-, BGA- ja mikro-BGA-vormingusse, mille kontaktide arv on vahemikus 44 kuni 800.
Tänu väga suurele tihvtide arvule ja väikesele vormitegurile on enamik neist komponentidest saadaval ainult täpse sammuga pakendites. Peene sammuga komponentidel on väga haprad juhtmed, mille samm on ainult 0,508 mm (20 miili) või peaaegu olematu. Seetõttu otsivad inimesed selle väljakutse lahendamiseks PIC-seadmete kasutamist. Suure tihedusega ja suure jõudlusega PIC-seadmed on kallid, nõuavad kvaliteetseid programmeerimisseadmeid ja väga head protsessijuhtimist, et minimeerida komponentide raiskamist.
Peene helikõrguse komponendid puutuvad käsitsi programmeeritud toimingute ajal peaaegu kindlasti kokku ohtudega, mis tulenevad samatasandilisusest ja muudest pliikahjustustest. Kui tihvtid on kahjustatud, võib see põhjustada probleeme jooteühenduste töökindlusega, mis suurendab tootmisprotsessi defektide esinemist. Samuti võtab suure tihedusega komponentide programmeerimine tegelikult kauem aega, mis vähendab tootmise efektiivsust.
programmeerimine trükkplaadil
Täiustatud PIC-seadmete kasutajad seisavad silmitsi raske valikuga: riskida kvaliteediprobleemidega ja neid käsitsi programmeerida? Või otsite alternatiivset programmeerimismeetodit, mis välistab käsitsi puudutamise?
Viimase saavutamiseks hakkasid tootjad esialgu kasutama pardaprogrammeerimist (lühendatult OBP). OBP on lihtne meetod PIC-i programmeerimiseks pärast selle paigaldamist trükkplaadile (lühidalt PCB). Üldjuhul tehakse testid või funktsionaalsed testid trükkplaadil. Välkmälu, elektrooniliselt kustutatav programmeeritav kirjutuskaitstud mälu (lühidalt EEprom), EEprom-põhised CPLD-seadmed, EEpromi-põhised FPGA-seadmed ja sisseehitatud välkmälu või EEpromiga mikrokontrollerid, mis kõik kasutavad programmeerimist OBP-vormingus.
Välkmälu ja mikrokontrollerite kasutusnõuete täitmiseks on kõige levinum viis OBP juurutamiseks kasutada automaatse testimisseadme (ATE) programmeerimist küünealuse kinnitusvahendi abil. Programmeerimine on loogikaseadmete jaoks üsna keeruline ja see ei sobi programmeerimiseks ATE pin-on-disk kinnitustega.
Uus OBP-tehnoloogia, mis algselt töötati välja testimise toetamiseks IEEE spetsifikatsioonide põhjal, näitab paljutõotavat tulevikku. See spetsifikatsioon, mida nimetatakse IEEE 1149.1-ks, määrab piiride skannimiseks mitmeid protokolle ja seda on kasutatud paljudes PIC-programmeerimismeetodites.
Kui elektroonikatoodete tootjad soovivad kasutada IEEE 1149.1 programmeerimismeetodit, toetuvad nad intellektuaalomandi kaitse tööriistadele, mida pakuvad peamiselt erinevad pooljuhtide tootjad. Kuid nende tööriistaga programmeerimine on väga aeglane. Lisaks on iga tööriist intellektuaalomandi kaitsmise instinkti tõttu piiratud seadmetega, mida kasutab üksainus kasutaja. See oleks suur puudus, kui plaadil olevat PIC-seadet kasutaks mitu kasutajat.
Kokkuvõttes välistab OBP-meetodi kasutamine seadme käsitsi manipuleerimise ja programmeerimise kaasamise testimisse, samuti aeglase tootmise. Samas võib programmeerimiseks kuluv aeg olla ka aeglane.
ATE-ketta programmeerimine
Algselt kasutati ATE-seadmeid PCB-koostude ahelasiseseks testimiseks, et leida tootmisdefekte, nagu lahtised jäljed, lühikesed küljed, puuduvad komponendid ja komponentide ebaühtlus. Pin-to-disk kinnitus on vedruga koormatud testi lõpp-punktidega massiivi konfiguratsioon, mis loob mehaanilise ja elektrilise liidese PCB ja ATE testimisseadmete signaali juhtimisahela vahel.
Kui PCB on kindlalt ühendatud kettale kleepuva kinnitusega, saadab ATE testimisseadme signaali juhtimisahel programmeerimissignaale sihtseadme PIC-le läbi pin-on-disk kinnituse ja PCB. Lisaks mehaaniliste defektide testimisele saab ATE seadmeid kasutada ka PIC-seadmete programmeerimiseks. Komponentide programmeerimine ja kustutamine on manustatud plaadi testimisprogrammi, mida seejärel kasutatakse sihtseadme programmeerimiseks.
IEEE 1149.1 piiride skaneerimise programmeerimine
PCB komponentide tiheduse ja keerukuse suurendamiseks on väga raske testida trükkplaate ja komponente, eriti piiratud ruumiga PCB komponentide puhul. Selle probleemi tõhusaks lahendamiseks võeti kasutusele piiride skaneerimise testiprotokoll (IEEE 1149.1).
IEEE 1149.1 teststandard võimaldab programmeerida loogika- või välkmäluseadmeid kokkupandud trükkplaatidel intelligentse välisseadme abil. See programmeerimisseade moodustab ühendusliidese trükkplaadiga standardse testpääsupordi (lühendatult TAP) kaudu. Kõik see nõuab JTAG-i riistvarajuhtimisseadet, JTAG-tarkvarasüsteemi, JTAG-iga ühilduvat PCB-d ja neljajuhtmelist testjuurdepääsuporti.
Piiride skannimist saab teha spetsiaalse trükkplaadi programmeerimisseadmega või mõnda muud võimalust, kasutades mõningaid tööriistu, mida pakuvad sellised ettevõtted nagu GenRad, Hewlett-Packard ja Teradyne ATE testijad Ameerika Ühendriikides, saab testida ATE IEEE 1149.1 piiride skaneerimisega. programmeerimine seadmes töötab.
Üks IEEE standardi kasutuselevõtu suurimaid eeliseid on see, et sellega saab samale PCB-le programmeerida väga erinevaid komponente erinevatelt tarnijatelt. See vähendab üldist programmeerimisaega ja lihtsustab tootmisprotsessi.
Automatiseerimise programmeerimise (AP) seadmed
PIC-tehnoloogia areneb jätkuvalt, nii et uued automatiseerimise programmeerimisseadmed ja -tehnoloogiad hoiavad sama tempot. Näiteks Data I/O automaatne peenhäälestusega programmeerimisseade ProMaster 970 saab programmeerida PIC-seadmeid täiustatud paketistiilides, sealhulgas BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON ja CSP. Dual pick-and-place (PNP) terminalid ja valikulised 8, 10 või 12 pistikupesa maksimeerivad seadme tõhusust. Programmeerimisseade võib olla ka täiendavalt kaasatud seadme kvaliteedikontrolli. Näiteks koplanaarsuse probleemid ja tihvtide kahjustused on praktiliselt olematud, kuna integreeritud lasernägemissüsteem tagab seadme väga täpse paigutuse.
Programmeerimisliideste ja PNP-seadmete konfiguratsioonide mitmekesisuse tõttu võib automaatne klastri programmeerimine olla üldiselt 5–10 korda kiirem kui ATE programmeerimine. Samuti on need programmeerimisvahendid mõeldud programmeerimiseks, mitte plaadi või funktsiooni testimiseks, seega suudavad need pakkuda väga head programmeerimiskvaliteeti.
Peene sammuga PIC-seadmed võivad olla väga kallid, nii et kahjustuste määra vähendamine tootmise ajal parandaks oluliselt tootja tasuvuspunkti. Automaatne programmeerimissüsteem, mida saab rakendada enamikule komponentidele, on samuti väga paindlik ja seda saab kohandada täiustatud pakettseadmete vormidele. Võimalus ühendada kõrge tootlikkus, kõrge kvaliteet ja paindlikkus annab tulemuseks selle, et madalaim saadaolev programmeerimishind seadme kohta on sageli alla 20 protsendi ATE programmeerimishinnast.
Valige programmeerimisstrateegia
Tootmisjuhid kaaluvad sageli erinevaid programmeerimisviise ja küsivad: "Milline programmeerimisviis on minu jaoks parim?" Pole olemas ühte vastust, mis sobiks kõikidele kasutusjuhtudele. Sisu, mida nad kaaluvad, hõlmab tavaliselt järgmist: tootmise tõhususe tagamiseks vastuvõetud lahendus, tootmisliini kasutamise ajakava, PCB hind, protsesside juhtimise probleemid, defektide tasemed, tarnijate haldamine, peamiste seadmete maksumus ja varude haldamine. avaldab mõju.
Mõju tootlikkusele
ATE programmeerimine vähendab tootlikkust, kuna programmeerimisvajaduste rahuldamiseks lisatakse lisaaega. Näiteks kui tootmisprotsessi defektide kontrollimiseks kulub testimiseks 15 sekundit, võib komponendi programmeerimiseks kuluda veel 5 sekundit. ATE toimib nagu väga kallis ühe pordiga programmeerija. Samuti on suure tihedusega välklampide ja loogikaseadmete puhul, mille programmeerimine võtab kauem aega, üldine testimisaeg pikem, mis on peavalu. Seega, kui programmeerimisaeg on plaadi kogu testimisajaga võrreldes väga väike, on ATE programmeerimismeetod kõige kuluefektiivsem meetod. Tootlikkuse suurendamiseks ja pikkade programmeerimisaegade minimeerimiseks saab ATE programmeerimistehnikaid kombineerida sisseehitatud tehnikatega, nagu piiride skaneerimine või üks paljudest patenteeritud meetoditest.
Teine lahendus on plaadi testimise ajal programmeerida ainult sihtseadme alglaadimiskood. Seadme ülejäänud programmeerimine toimub siis, kui see ei mõjuta tootlikkust, tavaliselt siis, kui seade on funktsionaalselt testitud. Kui aga ATE võimekust ei ületata, piisab funktsionaalse testimise võimalusest ja kõige kuluefektiivsem programmeerimismeetod suure tihedusega seadmete jaoks on automatiseeritud programmeerimisseade. Näide: ProMaster 970 seade on konfigureeritud 12 pordiga, mis on võimelised programmeerima ja lasermärgistama 600 8M välkmälu tunnis. Seevastu ATE ehk funktsionaalne tester võtab nende programmeerimisülesannete täitmiseks 60–120 tundi.