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El renacimiento de la tecnología de prueba de PCB es el resultado inevitable de la miniaturización de dispositivos de montaje de superficie y placas de circuito. Una vez que cualquier sistema es demasiado pequeño para detectar el interior del asiento final, solo hay algunos canales de entrada y salida que interactúan con el exterior del sistema, y ahí es donde funcionan las pruebas funcionales.
Esta situación es exactamente la misma que en los primeros días del desarrollo de pruebas funcionales hace treinta o cuarenta años. Sin embargo, a diferencia del pasado, los estándares internacionales de instrumentos de prueba funcional de hoy (como pxi, vxi, etc.) han madurado gradualmente, y los módulos de instrumentos estándar y la tecnología de software de instrumentos virtuales se han utilizado ampliamente, lo que ha aumentado considerablemente la versatilidad y versatilidad de los instrumentos de prueba funcional en el futuro. Flexibilidad que ayuda a reducir costos. Al mismo tiempo, los resultados del diseño testable de la placa de circuito, e incluso los resultados del diseño testable de los circuitos integrados híbridos a gran escala, pueden ser trasplantados a la tecnología de prueba funcional. Utilizando la interfaz estándar de la tecnología de escaneo de límites y el diseño de testabilidad correspondiente, el probador funcional se puede utilizar para programar el sistema en línea como un equipo de prueba en línea. No hay duda de que los futuros probadores funcionales nos dirán más información que juicios "calificados o no calificados".
Los dispositivos y circuitos de instalación de superficie han estado en un proceso interminable de miniaturización y han promovido sin piedad la eliminación y el desarrollo de algunas tecnologías de prueba relacionadas. Bajo la presión evolutiva de la miniaturización de los productos electrónicos, la tecnología, como una especie, sigue las simples reglas de "supervivencia del más apto". Prestar atención al desarrollo de la tecnología de pruebas puede ayudarnos a predecir el futuro.
Desde que la tecnología de instalación de superficie (smt) comenzó a reemplazar gradualmente la tecnología de instalación de enchufe, los dispositivos instalados en la placa de circuito se han vuelto cada vez más pequeños y las funciones contenidas por unidad de área en la placa se han vuelto cada vez más potentes.
En cuanto a los dispositivos de instalación de superficie pasiva, los 8.805 dispositivos ampliamente utilizados hace diez años representan ahora solo alrededor del 10% del total de dispositivos similares; El número de 0.603 dispositivos ya comenzó a disminuir hace cuatro años. Reemplazado por 0.402 dispositivos. En la actualidad, los equipos más pequeños 0201 están ganando impulso. Se necesitaron unos diez años para pasar de las 0805 a las 0603. No hay duda de que estamos en una era de miniaturización acelerada. Veamos los circuitos integrados instalados en la superficie. Desde la encapsulación de cuatro planos (qfps), que dominaba hace una década, hasta la tecnología actual de chips invertidos (fc), han surgido diversas formas de encapsulamiento, como la encapsulación de pequeños cables delgados (tsop), la encapsulación de matriz de bolas (bga), la encapsulación de matriz de microesferas (isla ¼ bga) y la encapsulación a nivel de chip (csp). a lo largo del desarrollo de La tecnología de encapsulamiento de chips, Su característica principal es que la superficie y la altura del dispositivo se reducen significativamente, mientras que la densidad de pin del dispositivo aumenta rápidamente. En el caso de los chips con la misma complejidad funcional lógica, los dispositivos de chip invertido representan solo una novena parte del área ocupada por los dispositivos de encapsulamiento plano cuádruple originales y solo alrededor de una quinta parte de la altura original.
Los componentes de encapsulamiento en miniatura y los PCB de alta densidad plantean nuevos desafíos para las pruebas.
La reducción continua del tamaño de los dispositivos de instalación de superficie y la posterior instalación de circuitos de alta densidad han traído grandes desafíos a las pruebas. Las inspecciones visuales manuales tradicionales ni siquiera se aplican a placas de circuito de complejidad media (por ejemplo, paneles individuales con 300 dispositivos y 3.500 nodos). Alguien ha hecho tales pruebas y ha permitido a cuatro inspectores experimentados realizar cuatro inspecciones de la calidad de los puntos de soldadura de la misma placa. Como resultado, el Primer Inspector detectó un 44% de defectos, el segundo con un 28% de consistencia con el primero y el tercero con el anterior. la consistencia de los dos inspectores fue del 12%, mientras que el cuarto solo tuvo un 6% de consistencia con los tres primeros. La prueba expone la subjetividad de las inspecciones visuales manuales, que no son confiables ni económicas para placas de circuito de montaje de superficie altamente complejas. Para el montaje de placas de circuito en la superficie con conjuntos de bolas pequeñas sin encapsulamiento, encapsulamiento a nivel de chip y chips invertidos, la inspección visual manual es casi imposible.
No solo eso, debido a la reducción de la distancia entre los pines de los equipos de montaje de superficie y el aumento de la densidad de los pines, las pruebas en línea de la cama de aguja también se enfrentan al dilema de "no tener dónde pararse". según la organización norteamericana de planificación de fabricación electrónica, se espera que después de 2003, Las pruebas en línea de placas de circuito instaladas en superficies encapsuladas de alta densidad no lograrán una cobertura de prueba satisfactoria. Según la cobertura de pruebas del 100% en 1998, se espera que la cobertura de pruebas sea inferior al 50% después de 2003 y al 10% después de 2009. En cuanto a los problemas de conducción de contracorriente, coste y fiabilidad de las plantillas de prueba que aún existen en la tecnología de prueba en línea, no hay que pensar. precisamente porque la cobertura de las pruebas futuras es inferior al 10%, el futuro de esta tecnología está condenado.
¿Entonces, ¿ podemos entregar la placa de circuito a la prueba funcional final cuando la visión humana no está calificada y la sonda de la máquina no puede llegar? Podemos soportar unos minutos de prueba, pero solo sabemos si la placa de Circuito está dañada. ¿Pero, ¿ no sabes lo que pasó en esta "caja negra"?
La tecnología de detección óptica ha traído una nueva experiencia de prueba. El desarrollo de la tecnología nunca se estancará debido a las dificultades mencionadas. Los fabricantes de equipos de prueba y prueba han lanzado productos como equipos automáticos de detección óptica y equipos de detección de rayos X para hacer frente a los desafíos.
De hecho, estos dos dispositivos ya se utilizaban ampliamente en la fabricación de chips semiconductores y procesos de encapsulamiento antes de ser ampliamente utilizados en la fabricación de placas de circuito. Sin embargo, necesitan más innovación para hacer frente realmente a las dificultades de prueba causadas por los dispositivos de montaje de superficie y la miniaturización de placas de circuito de alta densidad.
Al mismo tiempo, los principales fabricantes de equipos de pruebas en línea y pruebas funcionales en la industria de PCB ya no pueden satisfacer las tendencias futuras. La respuesta que han tomado es adquirir fabricantes relativamente pequeños de equipos automáticos de detección óptica y equipos de detección de rayos X para que puedan dominar rápidamente las tecnologías relevantes y entrar rápidamente en el mercado.
Tanto la óptica automática como la radiografía automática, aunque pueden ayudar a completar tareas difíciles de inspección visual manual, su fiabilidad no es del todo satisfactoria. Estas tecnologías dependen en gran medida de la tecnología de procesamiento de imágenes por computadora. Si la imagen óptica original o la imagen de rayos X proporcionan información insuficiente, o el algoritmo de procesamiento de imágenes no es lo suficientemente eficaz, puede conducir a un error de juicio. Afortunadamente, los ingenieros han acumulado una gran experiencia en la aplicación de la tecnología óptica y de rayos X. Por lo tanto, en los próximos años se espera que aumenten las tecnologías para generar imágenes ópticas de placas de circuito de alta resolución e imágenes reales de rayos X tridimensionales. Se han logrado algunos avances.
