Tecnología de PCB - Análisis de las tecnologías clave de la prueba universal de PCB

1. Introducción

Con la aparición continua de productos que utilizan circuitos integrados a gran escala, la instalación y prueba de las placas de circuito PCB correspondientes se ha vuelto cada vez más importante. La prueba universal de placas de circuito impreso es una tecnología de prueba tradicional en la industria de placas de circuito impreso.

Las primeras técnicas de prueba de GE se remontan a finales de la década de 1970 y principios de la década de 1980. Debido a que los componentes de la época eran encapsulados estándar (con una distancia de 100 mm), mientras que los PCB solo tenían un nivel de densidad tht (tecnología de agujeros), los fabricantes de máquinas de prueba europeas y americanas diseñaron una máquina de prueba de red estándar. Mientras los componentes y el cableado en el PCB estén dispuestos a una distancia estándar, cada punto de prueba caerá sobre el punto de red estándar, porque entonces todos los PCB están disponibles, por lo que se llama máquina de prueba universal.

Debido al desarrollo de la tecnología de encapsulamiento de semiconductores, los componentes comenzaron a tener encapsulamientos más pequeños y encapsulamientos de montaje de superficie (smt), y las pruebas universales de densidad estándar ya no son aplicables. Así, a mediados de la década de 1990, los fabricantes de pruebas europeos y estadounidenses introdujeron pruebas de doble densidad. Esta máquina, combinada con el uso de una cierta pendiente de aguja de acero para hacer pinzas para convertir los puntos de prueba de PCB y la conexión de red de la máquina, con la madurez gradual de la tecnología de proceso hdi, la prueba universal de doble densidad no puede satisfacer completamente las necesidades de prueba, por lo que alrededor de 2000, el fabricante Europeo de máquinas de prueba lanzó la máquina de prueba universal de red de cuatro densidades.

2. tecnologías clave de las pruebas universales

Elementos de conmutación

Para cumplir con la mayoría de los requisitos de prueba de PCB hdi, el área de prueba debe ser lo suficientemente grande, generalmente las siguientes dimensiones estándar: 9,6 * 12,8 (en pulgadas), 16x12,8 (en pulgadas) y 24 * 19,2 (en pulgadas), con doble densidad completa. en el caso de la red completa, los puntos de prueba de las tres dimensiones anteriores son 49.512, 81.920 y 184.320, respectivamente. El número de componentes electrónicos es tan alto como cientos de miles. Los elementos de conmutación son los elementos centrales que garantizan la estabilidad de la prueba y requieren propiedades como resistencias de alta tensión (> 300v), bajas fugas, etc. las propiedades eléctricas como los valores de resistencia deben ser equilibradas y consistentes, por lo que estos elementos deben ser estrictamente seleccionados y probados, generalmente utilizando Transistor o tubos de cristal de efecto de campo como Elementos de conmutación.

Ventajas y desventajas del transistor:

Ventajas: bajo costo, fuerte resistencia a las descargas eléctricas estáticas y alta estabilidad;

Desventajas: accionamiento actual, circuitos más complejos, necesidad de aislar el impacto de la corriente de base (ib), gran consumo de energía

Ventajas y desventajas de la fets:

Ventajas: accionamiento de voltaje, circuito simple, no afectado por la corriente de base (ib), bajo consumo de energía

Desventajas: alto costo, propenso a la ruptura estática, necesidad de tomar medidas de protección estática, poca estabilidad, por lo que aumentará los costos de mantenimiento.

Independencia de los puntos de la red

Cuadrícula completa

Cada cuadrícula tiene un circuito de conmutación independiente, es decir, cada punto ocupa un grupo de elementos de conmutación y circuitos, y toda la zona de prueba se puede dispersar con cuatro veces la densidad.

Red compartida

Debido a la gran cantidad de componentes de conmutación y cableado complejo en una cuadrícula completa, es difícil de implementar. Por lo tanto, algunos fabricantes de pruebas utilizan la tecnología de intercambio de redes para compartir un conjunto de elementos de conmutación y cableado en varios puntos de diferentes regiones, lo que reduce la dificultad del cableado. Y el número de componentes de conmutación, lo llamamos red compartida. La red compartida tiene un gran defecto. Si los puntos de una zona están completamente ocupados, los puntos de la zona compartida ya no estarán disponibles y la densidad de la zona se reducirá a una sola densidad. Por lo tanto, todavía hay cuellos de botella de densidad en pruebas de HDI más grandes.

Composición de la estructura

Estructura modular

Todos los conjuntos de interruptores, los componentes de accionamiento y los componentes de control están altamente integrados en un conjunto de módulos de tarjetas de conmutación. El área de prueba se puede combinar e intercambiar libremente con este módulo. La tasa de falla es baja, el mantenimiento y la actualización son simples, pero el costo es alto.

Estructura de devanado

La cuadrícula está compuesta por pines de resorte de bobinado y tarjetas de interruptor separadas. Es enorme, no tiene espacio para actualizaciones y es difícil de mantener en caso de avería.

D. composición de la plantilla

Pinzas de estructura de aguja larga

Por lo general, se refiere a la estructura de la aguja con una aguja de acero de 3,75 "(95,25 mm). la ventaja es que la pendiente de desarrollo de la aguja es mayor y la estructura de la aguja con un número relativamente corto de puntos de desarrollo de la aguja por unidad de área es entre un 20% y un 30% más. sin embargo, la resistencia estructural es pobre y la fabricación de la aguja debe prestar atención al refuerzo.

Pinzas de estructura de aguja corta

Suele referirse a una estructura de fijación con una aguja de acero de 2,0 "(50,8 mm). la ventaja es que la estructura es robusta, pero la pendiente de la aguja es pequeña.

E. software auxiliar (cam)

En las pruebas universales de alta densidad, es muy importante un soporte cam adecuado, que consta principalmente de dos partes:

Análisis de red y generación de puntos de prueba;

Ayudar en la producción de dispositivos fijos.

Debido a que muchos de los parámetros del proceso de fabricación de la plantilla (como la estructura del entrepiso de la plantilla, el diámetro de la perforación, la distancia del agujero de seguridad, la estructura del pilar, etc.) pueden afectar enormemente el efecto de prueba de la plantilla, esta parte debe ser formada por ingenieros calificados designados por el fabricante y continuar. solo resumiendo La experiencia se puede mejorar la plantilla.

3. comparación de dos y cuatro densidades

En primer lugar, cuatro densidades pueden completar placas que no se pueden probar con doble densidad. Debido a que la densidad de la cuadrícula POGO en el lecho de la aguja es diferente de la densidad del punto de prueba en la placa de circuito, la aguja de acero del accesorio de prueba debe tener una cierta pendiente para convertir la cuadrícula. Se convierte en salir de la red, pero la inclinación de la aguja de acero está limitada por la estructura y no puede aumentar indefinidamente. En condiciones normales, agujas de acero de doble densidad

La pendiente (distancia de desplazamiento horizontal de la aguja de acero de prueba en la plantilla) es de 700 milímetros como máximo y 400 milímetros en cuatro densidades. Entonces, es posible que no se pueda implantar una aguja. Se puede calcular cuántas agujas de este tipo hay.

Además, el efecto de la prueba puede mejorar significativamente la tasa de puntos falsos y la tasa de indentación de la prueba. La densidad de la matriz de cuatro densidades es de 400 puntos por pulgada cuadrada y la densidad doble es de 200 puntos. Para el mismo número de puntos, se puede reducir el área de pulverización de la aguja en la parte inferior de la pinza. Por lo tanto, el uso de cuatro densidades puede reducir la inclinación de la aguja de acero. Con la misma altura de la pinza, la cuarta densidad de la misma placa de prueba es básicamente la mitad de la densidad del doble, y la inclinación de la aguja de acero será. esto tiene un gran impacto en el efecto de la prueba. Cuanto mayor sea la pendiente y menor sea la distancia en la dirección vertical, menor será la presión sobre el perno de resorte, y mayor será la resistencia de cada capa del accesorio al perno de acero en la dirección vertical, lo que hará que el perno entre en contacto con el pad. Desagradable Además, el extremo de la aguja de acero inclinada que entra en contacto con el PCB durante el proceso de prensado del molde superior e inferior se deslizará relativamente sobre la superficie del pad. Si la resistencia de la pinza no es buena y está deformada, la aguja de acero se atascará en la pinza. En este momento, la aguja de acero está en el pad. La presión es mucho mayor que la elasticidad del perno de resorte de la cama de aguja, lo que producirá indentaciones en casos graves. La pendiente de la aguja de acero de cuatro densidades es más pequeña que la de doble densidad, por lo que hay más espacio en la plantilla para instalar columnas de soporte, lo que hace que la estructura de la plantilla sea más estable. Otra ventaja de la pequeña pendiente es que puede reducir el tamaño del agujero, reduciendo así la posibilidad de romper el agujero.

Para bga, donde el espaciamiento de PAD se distribuye uniformemente en 20 milímetros, la pendiente máxima del desarrollo de la aguja es de 600 milímetros para la doble densidad y 400 milímetros para la Cuarta densidad. El número de puntos que se pueden colocar a través de la prueba de doble densidad es de 441, aproximadamente 0,17 pulgadas 2, mientras se utiliza la prueba de cuatro densidades. El número de puntos que se pueden colocar a la vez es de 896, aproximadamente 0,35 pulgadas 2. Se puede ver que es básicamente el doble de la densidad doble.