Technologie PCB - La voie vers la technologie de test PCB

La renaissance de la technologie de test de PCB est une conséquence inévitable de la miniaturisation des dispositifs montés en surface et des cartes de circuits imprimés. Une fois qu'un système est trop petit pour détecter l'intérieur de la base, seuls quelques canaux d'entrée et de sortie interagissent avec l'extérieur du système, et c'est là que les tests fonctionnels entrent en jeu.

La situation est exactement la même qu'au début du développement des tests fonctionnels, il y a trente ou quarante ans. Cependant, contrairement au passé, les normes internationales actuelles pour les instruments de test fonctionnels (p. ex., PXI, vxi, etc.) ont progressivement mûri et les modules d'instruments standard et les technologies logicielles d'instruments virtuels sont devenus couramment utilisés, ce qui augmente considérablement la polyvalence et la polyvalence des instruments de test fonctionnels futurs. Flexibilité, aide à réduire les coûts. Dans le même temps, les résultats de conception de testabilité des cartes, et même les résultats de conception testables des circuits intégrés hybrides à très grande échelle, ont le potentiel d'être portés dans les technologies de test fonctionnel. En utilisant l'interface standard de la technologie Boundary Scan et la conception de testabilité correspondante, le testeur de fonction peut être utilisé pour programmer le système en ligne comme un appareil de test en ligne. Il ne fait aucun doute que les futurs testeurs fonctionnels nous en diront plus que des jugements « qualifiés ou non».

Les dispositifs et circuits montés en surface ont été soumis à un processus de miniaturisation sans fin et ont inexorablement poussé à l'abandon et au développement de certaines technologies de test connexes. Sous la pression évolutive de la miniaturisation de l'électronique, la technologie, comme une espèce, suit les règles simples de la « survie du plus apte». Suivre l'évolution des technologies de test peut nous aider à anticiper l'avenir.

Depuis que la technologie de montage en surface (SMT) a commencé à remplacer progressivement la technologie de montage Jack, les dispositifs montés sur les cartes sont devenus de plus en plus petits et les fonctions contenues dans les unités de surface sur les cartes sont devenues de plus en plus puissantes.

En ce qui concerne les dispositifs passifs montés en surface, 0805 dispositifs, largement utilisés il y a dix ans, ne représentent aujourd'hui qu'environ 10% du nombre total de dispositifs similaires; Le nombre de 0603 appareils a déjà commencé à diminuer il y a quatre ans, Remplacé par 0402 unités. Actuellement, les appareils 0201 plus petits gagnent du terrain. Il a fallu environ dix ans pour passer de 0805 à 0603. Il ne fait aucun doute que nous sommes dans une ère de miniaturisation accélérée. Regardons les circuits intégrés montés en surface. De l'encapsulation quadriplanaire (qfp) qui a dominé il y a dix ans à la technologie de puce à inversion de puce (FC) d'aujourd'hui, une grande variété de formes d'encapsulation ont émergé, telles que l'encapsulation à petites broches minces (tsop), l'encapsulation à matrice de boules (BGA), l'encapsulation à matrice de microsphères (isla¼ BGA) et l'encapsulation au niveau de la puce (CSP), entre autres. Sa principale caractéristique est une réduction significative de la surface et de la hauteur du dispositif, tandis que la densité de broches du dispositif augmente rapidement. En ce qui concerne les puces ayant la même complexité fonctionnelle logique, la surface occupée par un dispositif à puce inversée n'est que d'un neuvième de la surface occupée par le dispositif d'emballage plat quaternaire d'origine, et la hauteur n'est que d'environ un cinquième de celle de l'original.

Les éléments micro - encapsulés et les PCB haute densité posent de nouveaux défis aux tests

La réduction constante de la taille des dispositifs montés en surface et l'installation subséquente de circuits à haute densité posent d'énormes défis pour les tests. L'inspection visuelle manuelle traditionnelle n'est même pas adaptée aux cartes de complexité moyenne (par exemple, un seul panneau de 300 appareils et 3500 nœuds). Quelqu'un a déjà fait un test comme celui - ci, en faisant vérifier quatre fois la qualité des points de soudure d'une même plaque par quatre inspecteurs expérimentés. En conséquence, le premier Inspecteur a détecté 44% des lacunes, le second 28% des lacunes par rapport au premier Inspecteur et le troisième 12% des lacunes par rapport au précédent inspecteur, tandis que le quatrième ne correspondait qu'à 6% des lacunes par rapport au précédent inspecteur. Ce test expose la subjectivité de l'inspection visuelle manuelle, qui n'est ni fiable ni économique pour les cartes à montage en surface très complexes. L'inspection visuelle manuelle est presque impossible pour les cartes de circuit imprimé montées en surface utilisant des matrices de petites billes sans boîtier, des boîtiers au niveau de la puce et des puces inversées.

Non seulement cela, mais les tests en ligne de machines à aiguilles sont également confrontés à un dilemme de « nulle part où se tenir» en raison de la réduction de l'espacement des broches des équipements montés en surface et de l'augmentation de la densité des broches. Selon l'Organisation nord - américaine de planification de la fabrication électronique, Après 2003, Les tests en ligne de cartes de circuit imprimé montées en surface encapsulées à haute densité n'atteindront pas une couverture de test satisfaisante. Sur la base d'une couverture d'essai de 100% en 1998, la couverture d'essai devrait être inférieure à 50% après 2003 et inférieure à 10% après 2009. En ce qui concerne les problèmes d'entraînement à contre - courant, de coût des pinces de test et de fiabilité qui existent encore dans la technologie de test en ligne, il n'y a pas besoin de réfléchir. Précisément parce que la couverture de test future est inférieure à 10%, l'avenir de cette technologie est déjà scellé.

Alors, lorsque la vision humaine n'est pas qualifiée et que les sondes de la machine ne peuvent pas être atteintes, pouvons - nous remettre la carte au test fonctionnel final? Nous pouvons supporter quelques minutes de test, mais savons seulement si la carte est endommagée. Mais vous ne savez pas ce qui se passe dans cette "boîte noire"?

La technologie de détection optique apporte une nouvelle expérience de test. Le développement de la technologie ne s'arrête jamais à cause des difficultés mentionnées ci - dessus. Les fabricants d'équipements de test et d'inspection ont lancé des produits tels que des équipements d'inspection optique automatisés et des équipements d'inspection par rayons X pour relever le défi.

En fait, ces deux dispositifs ont été largement utilisés dans les processus de fabrication et d'encapsulation de puces semi - conductrices avant d'être largement utilisés dans la fabrication de cartes de circuits imprimés. Cependant, ils doivent innover davantage avant de pouvoir vraiment faire face aux difficultés de test liées aux dispositifs montés en surface et à la miniaturisation des cartes à haute densité.

Dans le même temps, les principaux fabricants d'équipements de test en ligne et de test fonctionnel de l'industrie des PCB ne sont plus en mesure de répondre aux tendances futures. La contre - mesure qu'ils ont prise a été l'acquisition d'un fabricant relativement petit d'équipements d'inspection optique automatisée et d'équipements d'inspection par rayons X, ce qui leur a permis de maîtriser rapidement les technologies pertinentes et d'entrer rapidement sur le marché.

Qu'il s'agisse de techniques automatiques d'inspection optique ou de techniques automatiques d'inspection par rayons X, bien qu'elles puissent aider à accomplir des tâches difficiles d'inspection visuelle manuelle, leur fiabilité n'est pas entièrement satisfaisante. Ces technologies dépendent fortement des technologies informatiques de traitement d'image. Si les images optiques brutes ou les images à rayons X fournissent des informations insuffisantes, ou si les algorithmes de traitement d'image ne sont pas assez efficaces, cela peut entraîner une erreur de calcul. Heureusement, les ingénieurs ont acquis une vaste expérience dans l'application de la technologie optique et des rayons X. Par conséquent, au cours des prochaines années, on s'attend à ce que les technologies de génération d'images optiques de cartes à haute résolution et d'images réelles en rayons X tridimensionnels augmentent. Quelques progrès ont été réalisés.