Miniatyrisoitujen PCBA-testauslaitteiden näkymät ja haasteet

Kun 01005-kokoiset komponentit yleistyvät ja BGA-välit lähestyvät 0,3 millimetriä, PCBA-valmistussektori käy läpi hiljaisen ulottuvuuden vallankumouksen. Tämä asettaa testiinsinööreille pakottavan haasteen: perinteiset testipenkit, luotainkortit ja jopa lentävät luotainlaitteet ovat saavuttamassa fyysisiä rajojaan. Miniatyrisoidun PCBA:n testaus on kehittymässä vakioprosessista kriittiseksi teknologiseksi pullonkaulaksi, joka määrittää tuotteen elinkelpoisuuden.

Pienin PCBA:n välittömin testauksen este on fyysisen kontaktin epäluotettavuus. Jousikuormitettujen -anturien, perinteisen ICT-testauksen selkäranka, vähimmäishalkaisija on tyypillisesti noin 0,2 mm. Kun 0,4 mm:n jakovälin mikro{5}}BGA:ita tai tiiviisti pakattuja QFN-paketin oheistyynyjä on vastapäätä, toimintakelpoisen anturiryhmän järjestäminen on lähes mahdotonta. Vaikka suuren-tiheyden neulasänky olisi jotenkin suunniteltu, anturien ja pienikokoisten tyynyjen tarkka kohdistustoleranssi vaatii äärimmäistä tarkkuutta. Pelkästään testikiinnikkeiden kuluminen tai pieni piirilevyn muodonmuutos voi aiheuttaa huonon kontaktin, mikä johtaa lukuisiin vääriin lukemiin.

Kavalampi ongelma on kosketuspaine ja vauriot. Luotettavan sähköliitännän varmistamiseksi antureiden on käytettävä tiettyä painetta. Mikro-tyynyissä tämä paine voi aiheuttaa juotteen halkeilua tai tyynyn nousemista. Tällainen jännitysvaurio ei välttämättä epäonnistu heti testauksen jälkeen, vaan aiheuttaa piileviä vaaroja tuotteen koko elinkaaren ajan. Tapasimme kerran joukon älykellojen emolevyjä, joilla on hyvä ICT-läpäisyprosentti, mutta kuitenkin epätavallisen korkeat markkinoiden jälkeisten{5}}korjausten määrät. Leikkaus paljasti mikro-halkeamia joissakin BGA-juotepalloissa anturin kosketuspisteissä. Itse testausprosessista tuli luotettavuuden tuhoaja.

Toinen sähkötestauksen keskeinen haaste on signaalin herätteen ja hankinnan tarkkuuden säilyttäminen. Kun PCBA-toimintataajuudet nousevat GHz-alueelle, testiliitäntöjen tuomat loiskapasitanssit ja -induktanssit eivät ole enää merkityksettömiä "pieniä ongelmia". Pelkän millimetrin{2}}pitkän anturin aiheuttamat loisvaikutukset voivat vääristää-nopeiden digitaalisten tai RF-signaalien eheyttä, jolloin testitulokset eivät pysty heijastamaan PCBA:n todellista suorituskykyä.

Toiminnallinen testaus kohtaa samanlaisia haasteita. Pienoistettu PCBA integroi usein useampia toimintoja yhteen SoC:hen (System-on-Chip), mikä vähentää merkittävästi ulkoisesti havaittavia testipisteitä. Perinteisten black box -testausmenetelmien-kattavuus, jotka tarkkailevat tuloja ja lähtöjä sisäisten tilojen päättelemiseksi,-on vähentynyt merkittävästi. Testausinsinöörit luottavat yhä enemmän rajojen skannaukseen (JTAG) tai sisäänrakennettuihin -itse-testaustoimintoihin (BIST), joita siruvalmistajat tarjoavat. Tämä lähestymistapa kuitenkin sitoo testisyvyyden tiukasti sirujen suunnittelijoiden avoimuuteen, mikä vähentää PCBA-valmistajien autonomiaa testausstrategioissa.

Toimiala tavoittelee läpimurtoja useilla eri tavoilla. Kosketuksettomien testaustekniikoiden näkymät- käyvät yhä selvemmiksi. Konenäköön perustuva -tarkka optinen tarkastus (AOI ja AXI) voi nyt osittain korvata sähköisen testauksen valmistusvirheiden seulomiseksi. Huippuluokan-tutkimus keskittyy millimetri--aalto- tai terahertsikuvaustekniikoihin, joiden tavoitteena on havaita sisäinen johtojen liitettävyys ja lähi-sähkömagneettisen säteilyn ominaisuudet ilman kosketusta, jolloin muodostuu "sähkömagneettinen sormenjälki" vertailua varten.

Toinen lähestymistapa sisältää testausominaisuuksien siirtämisen suoraan sirulle. Pii-sirujen sisäänrakennetut valvonta-anturit voivat valvoa virran eheyttä, lämpöominaisuuksia ja signaalin laatua reaaliajassa raportoiden tietoja digitaalisten liitäntöjen kautta. Tämä edellyttää yhteistä suunnittelua siruarkkitehtuurin ja PCBA-suunnitteluvaiheiden välillä, mikä nostaa Design for Testabilityn (DFT) järjestelmätasolle.

Modulaariset, joustavat testialustat tarjoavat myös ratkaisuja erilaisiin tuotelajeihin ja pieniin eräkokoihin. Tarkat-robottivarret, jotka on varustettu mikro-antureilla tai kosketuksettomilla antureilla, mukautuvat eri tyyppisiin levytyyppeihin visuaalisen paikantamisen avulla ja määrittävät testiohjelmat nopeasti uudelleen. Tämä lähestymistapa vähentää merkittäviä investointeja pienikokoisten tuotteiden testikalusteisiin, mikä tekee siitä erityisen sopivan T&K-iteraatiovaiheisiin ja pieni{5}}--keskimääräisiin PCBA-valmistusprojekteihin.

Testauksen muutokset pakottavat koko PCBA-valmistusprosessin mukautumaan. Suunnittelun aikana insinöörien on tehtävä yhteistyötä testiryhmien kanssa aikaisemmin, jotta he voivat varata välttämättömät fyysiset tilat tai virtuaaliset pääsykanavat, jotka täyttävät testattavuusvaatimukset. Jopa 0,5 mm:n koeputkesta voi tulla kriittinen sadon parantaminen massatuotannon aikana.

Tuotannossa testaus ei ole enää erillinen taustaprosessi-. Tiedot lähteestäSPI (Solder Paste Inspection)jaAOIon suoritettava big data -korrelaatioanalyysi lopullisten testitulosten kanssa. Tämä siirtää testauksen "tuomion"-funktion osittain eteenpäin valmistusprosessiin, mikä mahdollistaa ennakoivan sieppauksen. Esimerkiksi analysoimalla hienovaraisia poikkeamatrendejä juotospastan määrässä tietyissä komponenttien paikoissa, avoimen piirin vikojen todennäköisyys voidaan ennustaa ja korjata ennen uudelleenvirtausta.

Miniatyrisoitujen PCBA-testauslaitteiden kehitys edellyttää pohjimmiltaan uuden tasapainon löytämistä tarkkuuden, nopeuden ja kustannusten "mahdottomasta kolmiosta". Se ei johda ainoastaan tarkastustyökalujen päivittämiseen, vaan myös paradigman muutokseen laadunvarmistusfilosofiassa: siirtyy -lopun-testauksesta vikojen seulomiseen prosessitietojen ja älykkäiden algoritmien hyödyntämiseen vikojen ehkäisemiseksi. PCBA-valmistajille tässä kilpailussa miniatyrisoimiseksi testausominaisuudet eivät ole enää vain laadun portinvartijoita,-niistä on tulossa teknologisen kilpailukyvyn ydinmoottori. Se, joka ensin ylittää fyysisen kontaktin rajat, on avain seuraavan sukupolven suuritiheyksisten elektroniikkatuotteiden valmistukseen.

1) Perustettu vuonna 2010, 200 + työntekijää, 27000+ neliömetriä tehdas.

2) NeoDen-tuotteet: Eri sarjan PnP-koneet, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN -sarja sekä täydellinen SMT Line sisältää kaikki tarvittavat SMT-laitteet.

3) Menestyneitä 10000+ asiakkaita ympäri maailmaa.

4) 40+ Maailmanlaajuiset edustajat Aasiassa, Euroopassa, Amerikassa, Oseaniassa ja Afrikassa.

5) T&K-keskus: 3 T&K-osastoa, joissa on 25+ ammattimaisia T&K-insinöörejä.

6) Listattu CE:n luetteloon ja saanut 70+ patenttia.

7) 30+ laadunvalvonta- ja teknisen tuen insinöörit, 15+ johtava kansainvälinen myynti, jotta asiakas vastaa ajoissa 8 tunnin sisällä ja ammattimaiset ratkaisut 24 tunnin sisällä.