PCB Tecnico - Analisi tecnologica chiave della prova generale PCB

1. Introduzione

Con la continua comparsa di prodotti che utilizzano circuiti integrati su larga scala, l'installazione e il test dei corrispondenti circuiti stampati PCB sono diventati sempre più importanti. Il test generale dei circuiti stampati è una tecnica di prova tradizionale nell'industria PCB.

La prima tecnologia di collaudo elettrico generale può essere fatta risalire alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80. Poiché i componenti a quel tempo erano tutti in pacchetti standard (Pitch è 100mil), e il PCB aveva solo livelli di densità THT (Through Hole Technology), quindi macchine di prova europee e americane Il produttore ha progettato una macchina standard di test della griglia. Finché i componenti e il cablaggio sul PCB sono disposti in base alla distanza standard, ogni punto di prova cadrà sul punto della griglia standard, perché tutti i PCB possono essere utilizzati in quel momento, quindi è chiamata una macchina di prova universale.

A causa dello sviluppo della tecnologia di imballaggio a semiconduttore, i componenti hanno iniziato ad avere pacchetti più piccoli e pacchetti di montaggio superficiale (SMT) e i test generali di densità standard sono diventati non più applicabili. Così, a metà degli anni '90, i produttori europei e americani di test hanno introdotto test a doppia densità. La macchina, combinata con l'uso di una certa pendenza dell'ago in acciaio per realizzare dispositivi per convertire i punti di prova PCB e il collegamento alla rete della macchina, con la graduale maturità della tecnologia di processo HDI, il test generale a doppia densità non può soddisfare pienamente le esigenze di prova, quindi intorno al 2000, i produttori europei di macchine di prova hanno introdotto una macchina di prova universale a griglia quadrupla densità.

2. La tecnologia chiave della prova generale

a. Elemento di commutazione

Per soddisfare la maggior parte dei requisiti di prova del PCB HDI, l'area di prova deve essere abbastanza grande, di solito nelle seguenti dimensioni standard: 9,6 * 12,8 (pollici), 16 X12,8 (pollici), 24 * 19,2 (pollici), in doppia densità piena Nel caso di griglia completa, i punti di prova delle tre dimensioni sopra sono rispettivamente 49512, 81920 e 184320. Il numero di componenti elettronici è alto fino a centinaia di migliaia. L'elemento di commutazione è un elemento centrale per garantire la stabilità della prova ed è richiesto di avere resistenza ad alta tensione (> 300V), perdite basse e altre proprietà e proprietà elettriche come il valore di resistenza devono essere bilanciate e coerenti, quindi tali componenti devono essere sottoposti a screening e test rigorosi, di solito i transistor o i transistor ad effetto campo sono utilizzati come componenti di commutazione

Vantaggi e svantaggi dei transistor:

Vantaggi: basso costo, forte capacità di rottura antistatica, alta stabilità;

Svantaggi: azionamento di corrente, il circuito è più complicato, l'influenza della corrente di base (Ib) deve essere isolata e il consumo energetico è grande

Vantaggi e svantaggi delle FET:

Vantaggi: azionamento di tensione, circuito semplice, non influenzato dalla corrente di base (Ib), basso consumo energetico

Svantaggi: costo elevato, guasto elettrostatico è facile da verificarsi, sono necessarie misure di protezione elettrostatica, la stabilità non è elevata, quindi aumenterà i costi di manutenzione.

b. Indipendenza dei punti della griglia

Griglia completa

Ogni griglia ha un circuito di commutazione indipendente, cioè ogni punto occupa un insieme di elementi e circuiti di commutazione e l'intera area di prova può essere dispersa con quattro volte la densità.

Griglia di condivisione

A causa del gran numero di elementi di commutazione in una griglia completa e il cablaggio complicato, è difficile da implementare. Pertanto, alcuni produttori di test utilizzano la tecnologia di condivisione della rete per condividere una serie di elementi di commutazione e cablaggio in diversi punti in aree diverse, riducendo così la difficoltà del cablaggio. E il numero di elementi di commutazione, lo chiamiamo griglia di condivisione. La griglia condivisa ha un grosso difetto. Se i punti di un'area sono stati completamente occupati, i punti dell'area condivisa non possono più essere utilizzati e la densità dell'area viene ridotta ad una singola densità. Pertanto, c'è ancora un collo di bottiglia di densità nei test HDI di un'area più ampia.

c. La composizione della struttura

Struttura modulare

Tutti gli array di commutazione, le parti di azionamento e i componenti di controllo sono altamente integrati in una serie di moduli di schede di commutazione. L'area di prova può essere liberamente combinata e intercambiata con questo modulo. Il tasso di guasto è basso, la manutenzione e gli aggiornamenti sono semplici, ma il costo è alto.

Struttura avvolta in filo

La griglia è composta da perni pogo di avvolgimento e schede di commutazione separate. È ingombrante, non ha spazio di aggiornamento ed è difficile da mantenere in caso di guasto.

d. La composizione dell'apparecchio

Fissaggio lungo della struttura dell'ago

Generalmente si riferisce alla struttura del dispositivo con un ago d'acciaio di 3,75" (95,25 mm). Il vantaggio è che la pendenza di diffusione dell'ago è più grande e il numero di punti di diffusione dell'ago per unità di area è 20% ~30% più della struttura più corta dell'ago. Ma la resistenza strutturale è scarsa e il dispositivo è reso necessario prestare attenzione al rafforzamento.

Fissaggio corto della struttura dell'ago

Generalmente si riferisce alla struttura del dispositivo con un ago d'acciaio di 2,0" (50,8 mm). Il vantaggio è che la struttura è forte, ma la pendenza dell'ago è piccola.

e. Software ausiliario (CAM)

Nei test di uso generale ad alta densità, il supporto CAM adeguato è molto importante e consiste principalmente di due parti:

analisi della rete e generazione di punti di prova;

Produzione assistita di apparecchi.

Poiché molti parametri del processo di fabbricazione del dispositivo (come la struttura dell'intercalare del dispositivo, il diametro del foro di perforazione, la distanza del foro di sicurezza, la struttura del pilastro, ecc.) influenzano notevolmente l'effetto della prova del dispositivo, questa parte deve essere addestrata da ingegneri qualificati nominati dal produttore e continua Solo sommando l'esperienza possiamo rendere il dispositivo migliore.

3. Confronto tra doppia densità e quattro densità

Prima di tutto, quattro-densità può completare la scheda che non può essere testata con doppia densità. Poiché la densità del reticolo del perno del pogo sul letto dell'ago è diversa dalla densità dei punti di prova sul circuito stampato, l'ago d'acciaio del dispositivo di prova deve avere una certa pendenza per trasformare la griglia on. Diventa una griglia off, ma l'inclinazione dell'ago in acciaio è limitata dalla struttura, ed è impossibile aumentarlo indefinitamente. In circostanze normali, l'ago d'acciaio a doppia densità

La pendenza (la distanza orizzontale di offset dell'ago d'acciaio della prova nel dispositivo) è di 700 mil al massimo e la quattro-densità è di 400 mil. Quindi, è possibile che l'ago non possa essere piantato. Quanti aghi di questo tipo possono essere calcolati.

Inoltre, l'effetto del test può migliorare significativamente la frequenza dei punti falsi e l'indentazione del test. La densità della matrice di punti a quattro densità è di 400 punti per pollice quadrato e la doppia densità è di 200 punti. L'area di spruzzatura dell'ago sullo strato inferiore del dispositivo può essere ridotta per lo stesso numero di punti. Pertanto, l'uso di quattro densità può ridurre l'inclinazione dell'ago d'acciaio. Nel caso della stessa altezza del dispositivo, la quattro-densità della stessa scheda di prova è fondamentalmente metà della doppia densità e l'inclinazione dell'ago d'acciaio sarà. Ha una grande influenza sull'effetto della prova. Più grande è la pendenza, minore è la distanza nella direzione verticale, la pressione del perno pogo diminuirà di conseguenza e la resistenza di ogni strato del dispositivo al perno d'acciaio nella direzione verticale aumenta, causando il perno a contatto con il PAD. male. Inoltre, l'estremità dell'ago in acciaio inclinato che è a contatto con il PCB durante il processo di pressaggio degli stampi superiori e inferiori scivolerà relativamente sulla superficie del PAD. Se la forza del morsetto non è buona e deformata, l'ago d'acciaio è bloccato nel morsetto. In questo momento, l'ago d'acciaio è sul PAD. La pressione è molto più della forza elastica del perno pogo del letto dell'ago e produrrà indentazione nei casi gravi. La pendenza dell'ago d'acciaio a quattro densità è più piccola di quella della doppia densità, quindi c'è più spazio per installare la colonna di supporto sul dispositivo, che rende la struttura del dispositivo più stabile. Un altro vantaggio della piccola pendenza è che il diametro del foro può essere ridotto, riducendo così la possibilità di rottura del foro.

Per un BGA con un passo PAD distribuito uniformemente di 20 mil, la pendenza massima della diffusione dell'ago è di 600 mil per la doppia densità e 400 mil per la quattro densità. Il numero di punti che possono essere organizzati mediante test a doppia densità è 441, circa 0,17 inch2, mentre viene utilizzato il test a quattro densità. Il numero di punti che possono essere organizzati alla volta è 896, circa 0,35 inch2. È fondamentalmente il doppio della doppia densità, come si può vedere da esso.