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Il rilancio della tecnologia di test PCB è un risultato inevitabile della miniaturizzazione dei dispositivi di montaggio superficiale e dei circuiti stampati. Una volta che un sistema è così piccolo che è difficile rilevare l'interno della base, ci sono solo alcuni canali di ingresso e uscita che interagiscono con l'esterno del sistema, ed è qui che entra in gioco il test di funzione.
Questa situazione è esattamente la stessa dei primi giorni dello sviluppo dei test funzionali trenta o quaranta anni fa. Tuttavia, a differenza del passato, gli standard internazionali odierni per strumenti di prova funzionali (come PXI, VXI, ecc.) sono gradualmente maturati, e moduli strumenti standard e tecnologie software strumenti virtuali sono stati comunemente utilizzati, il che aumenta notevolmente la versatilità e la versatilità dei futuri strumenti di prova funzionali. Flessibilità e riduzione dei costi. Allo stesso tempo, i risultati di progettazione di testabilità del circuito stampato e persino i risultati di progettazione di testabilità del circuito integrato ibrido su super-grande scala possono essere trapiantati alla tecnologia di prova funzionale. Utilizzando l'interfaccia standard della tecnologia di scansione al confine e la progettazione di testabilità corrispondente, il tester funzionale può essere utilizzato per programmare il sistema online proprio come l'apparecchiatura di prova online. Indubbiamente, il tester funzionale del futuro ci dirà molte più informazioni del giudizio di "qualificato o non qualificato".
Dispositivi e circuiti di montaggio superficiale sono stati in un processo infinito di miniaturizzazione, e guidano incessantemente l'eliminazione e l'evoluzione di alcune tecnologie di test correlate. Sotto la pressione evolutiva della miniaturizzazione dei prodotti elettronici, la tecnologia, come una specie, segue la semplice regola della "sopravvivenza del più in forma". Prestare attenzione allo sviluppo della tecnologia di test può aiutarci a prevedere il futuro.
Da quando la tecnologia di montaggio superficiale (SMT) ha iniziato a sostituire gradualmente la tecnologia di montaggio del tipo jack, i dispositivi montati sul circuito sono diventati sempre più piccoli e le funzioni contenute nell'area dell'unità sulla scheda sono diventate sempre più potenti.
Per quanto riguarda i dispositivi passivi di montaggio superficiale, 0805 dispositivi, ampiamente utilizzati dieci anni fa, sono oggi utilizzati solo circa il 10% del numero totale di dispositivi simili; e la quantità di 0603 dispositivi ha iniziato a diminuire quattro anni fa., Sostituito da 0402 dispositivi. Attualmente, 0201 dispositivi ancora più piccoli stanno guadagnando slancio. Ci sono voluti circa dieci anni per passare da 0805 a 0603. Indubbiamente, siamo in un'epoca di miniaturizzazione accelerata. Diamo un'occhiata ai circuiti integrati montati in superficie. Dal quad flat package (QFP) che dominava dieci anni fa alla tecnologia odierna del chip flip-chip (FC), è emersa un'ampia varietà di forme di pacchetto, come il sottile pacchetto piccolo piombo (TSOP), il pacchetto ball array (BGA), Micro Ball Array Package (μBGA), Chip Scale Package (CSP), ecc. La sua caratteristica principale è che la superficie e l'altezza del dispositivo sono significativamente ridotte, mentre la densità del pin del dispositivo sta rapidamente aumentando. In termini di chip con la stessa complessità di funzione logica, l'area occupata dal dispositivo flip-chip è solo un nono dell'area occupata dal dispositivo originale quad flat package, e l'altezza è solo circa un quinto dell'originale.
Componenti confezionati in miniatura e PCB ad alta densità portano nuove sfide ai test
Il continuo restringimento delle dimensioni dei dispositivi di montaggio superficiale e la successiva installazione di circuiti ad alta densità hanno portato grandi sfide al test. La tradizionale ispezione visiva manuale non è adatta anche per circuiti stampati di media complessità (come un unico pannello con 300 dispositivi e 3500 nodi). Qualcuno una volta ha condotto un tale test e ha chiesto quattro ispettori esperti di ispezionare la qualità dei giunti di saldatura della stessa scheda quattro volte. Di conseguenza, il primo ispettore ha rilevato il 44% dei difetti, il secondo ispettore aveva una coerenza del 28% con il primo e il terzo ispettore era coerente con il precedente. I due avevano un accordo del 12%, mentre il quarto ispettore aveva solo un accordo del 6% con i primi tre. Questo test ha esposto la soggettività dell'ispezione visiva manuale, che non è né affidabile né economica per circuiti stampati a montaggio superficiale altamente complessi. Per i circuiti stampati di montaggio superficiale che utilizzano piccoli array sferici senza imballaggio, imballaggio su scala di chip e flip-chip, l'ispezione visiva manuale è praticamente impossibile.
Non solo, a causa della diminuzione della spaziatura dei pin e dell'aumento della densità dei pin dei dispositivi di montaggio superficiale, i test on-line bed-of-needle stanno affrontando anche il dilemma di "nessun posto dove stare". Secondo l'Organizzazione di pianificazione di produzione elettronica nordamericana, si prevede che dopo il 2003, i test online dei circuiti stampati confezionati ad alta densità per montaggio superficiale non saranno in grado di ottenere una copertura di prova soddisfacente. Sulla base del tasso di copertura dei test del 100% nel 1998, si stima che il tasso di copertura dei test sarà inferiore al 50% dopo il 2003 e il tasso di copertura dei test sarà inferiore al 10% dopo il 2009. Per quanto riguarda i problemi di back-current drive, costo del dispositivo di prova e affidabilità che ancora esistono nella tecnologia di test online, non c'è bisogno di pensarci. Proprio perché il tasso di copertura del test futuro è inferiore al 10%, il futuro di questa tecnologia è stato condannato. .
Quindi, possiamo consegnare il circuito stampato al test funzionale finale quando la vista umana è incompetente e la sonda della macchina non è da nessuna parte raggiungibile? Possiamo sopportare diversi minuti di test ma solo sapere se il circuito è danneggiato o meno. Ma non sai cos'e' successo in questa "scatola nera"?
La tecnologia di ispezione ottica porta nuova esperienza di prova. Lo sviluppo della tecnologia non stagnerà mai a causa delle difficoltà sopra menzionate. I produttori di apparecchiature di prova e ispezione hanno lanciato prodotti quali apparecchiature automatiche di ispezione ottica e apparecchiature di ispezione a raggi X per soddisfare le sfide.
Infatti, questi due dispositivi sono stati ampiamente utilizzati nel processo di fabbricazione e confezionamento di chip a semiconduttore prima di essere ampiamente utilizzati nell'industria manifatturiera di circuiti stampati. Tuttavia, hanno bisogno di ulteriore innovazione per far fronte veramente alle difficoltà di test portate dalla miniaturizzazione di dispositivi di montaggio superficiale e circuiti stampati ad alta densità.
Allo stesso tempo, i principali produttori di apparecchiature di test e test funzionali online nel settore PCB non sono stati in grado di soddisfare la tendenza di sviluppo futura. La contromisura da essi adottata consisteva nell'acquisizione di produttori relativamente piccoli di apparecchiature automatiche di ispezione ottica e di apparecchiature di ispezione a raggi X per consentire loro di padroneggiare rapidamente le tecnologie pertinenti e di entrare rapidamente sul mercato.
Che si tratti di tecnologia di ispezione ottica automatica o di tecnologia di ispezione a raggi X automatica, anche se possono aiutare a completare compiti difficili per l'ispezione visiva manuale, la loro affidabilità non è completamente soddisfacente. Queste tecnologie dipendono fortemente dalla tecnologia di elaborazione delle immagini del computer. Se l'immagine ottica originale o l'immagine a raggi X fornisce informazioni insufficienti o l'algoritmo di elaborazione delle immagini non è abbastanza efficace, può portare a un giudizio errato. Fortunatamente, gli ingegneri hanno accumulato una notevole esperienza nell'applicazione dell'ottica e della tecnologia a raggi X. Pertanto, nei prossimi anni, si prevede che la tecnologia per la generazione di immagini ottiche a circuito stampato ad alta risoluzione e vere immagini a raggi X tridimensionali aumenterà. Qualche progresso.
