PCB Tecnico - Panoramica della tecnologia di prova del perno volante del PCB

Lo sviluppo di PCB in Cina iniziò nel 1956 e gradualmente si espanse per formare l'industria PCB dal 1963 al 1978. Più di 20 anni dopo la riforma e l'apertura, a causa dell'introduzione di tecnologie e attrezzature avanzate straniere, il pannello singolo, la scheda bifacciale e la scheda multistrato si sono sviluppati rapidamente e l'industria nazionale dei PCB si è gradualmente sviluppata da piccolo a grande. A causa della concentrazione delle industrie a valle e dei costi relativamente bassi del lavoro e della terra, la Cina è diventata una regione con forte slancio di sviluppo. Nel 2002, è diventato il terzo più grande produttore di PCB. Nel 2003, il valore della produzione PCB e il volume delle importazioni ed esportazioni hanno superato i 6 miliardi di dollari USA, superando per la prima volta gli Stati Uniti e diventando il secondo più grande produttore di PCB al mondo. Anche la percentuale del valore della produzione è aumentata dall'8,54% nel 2000 al 15,30%, quasi raddoppiando. Nel 2006, la Cina ha sostituito il Giappone come base di produzione di PCB con valore di produzione e un paese con sviluppo tecnologico attivo. L'industria cinese dei PCB ha mantenuto un alto tasso di crescita di circa il 20% negli ultimi anni, che è molto più alto del tasso di crescita dell'industria dei PCB.

Il test del perno volante è la soluzione ad alcuni problemi principali nel test del PCB. Utilizza una sonda per sostituire il letto dell'ago e utilizza una pluralità di sonde elettriche veloci azionate da un motore per contattare i perni del dispositivo e effettuare misurazioni elettriche. Questo strumento è stato originariamente progettato per la tavola nuda, e ha anche bisogno di software e programmi complessi per supportarlo; Ora può eseguire efficacemente test online di simulazione. L'aspetto della prova volante dell'ago ha cambiato il metodo di prova dei prodotti di assemblaggio a basso rendimento e rapido giro. I test che prima richiedevano settimane per lo sviluppo possono ora essere sviluppati in poche ore, riducendo notevolmente il ciclo di progettazione del prodotto e il tempo di commercializzazione.

1. Caratteristiche strutturali del sistema di prova dell'ago volante

Il tester volante dell'ago è un miglioramento del tester on-line tradizionale del letto dell'ago. Utilizza una sonda per sostituire il letto dell'ago. Il meccanismo X-Y è dotato di 4 teste che possono muoversi ad alta velocità, un totale di 8 sonde di prova e lo spazio di prova è di 0,2 mm. Durante il funzionamento, l'unità sotto prova (UUT) è trasportata alla macchina di prova attraverso la cinghia o l'altro sistema di trasmissione UUT e quindi la sonda della macchina di prova è fissata per contattare il pad di prova e via foro, in modo da testare un singolo elemento dell'unità sottoposta a prova (UUT). La sonda di prova è collegata al driver (generatore di segnale, alimentatore, ecc.) e al sensore (multimetro digitale, contatore di frequenza, ecc.) attraverso il sistema multiplexing per testare i componenti sul UUT. Quando un componente viene testato, altri componenti dell'UUT sono schermati elettricamente attraverso la sonda per evitare interferenze di lettura. Il tester volante dell'ago può controllare il cortocircuito, il circuito aperto e il valore del componente. Una telecamera viene utilizzata anche nel test dell'ago volante per aiutare a trovare i componenti mancanti. Utilizzare la fotocamera per controllare la forma di componenti con direzione chiara, come la capacità polare. Con la precisione di posizionamento della sonda e la ripetibilità che raggiungono la gamma di 5-15 micron, il tester dell'ago volante può rilevare con precisione UUT. La prova del perno volante risolve un gran numero di problemi esistenti visti nell'assemblaggio del PCB: ad esempio, il ciclo di prova e sviluppo può durare fino a 4-6 settimane; Costi di sviluppo di apparecchi di circa $ 10000 - $ 50000; non è possibile testare economicamente la produzione di piccoli lotti; E l'incapacità di testare rapidamente l'assemblaggio del prototipo. A causa della capacità di UUT schermato a contatto ravvicinato e della capacità di rendere i nuovi prodotti immessi sul mercato più velocemente, il test dell'ago volante è una risorsa di produzione inestimabile. Inoltre, poiché non c'è bisogno di ingegneri esperti di test e sviluppo, il sistema ha anche i vantaggi di risparmiare manodopera e tempo.

2. Test di sviluppo e debug

La programmazione del tester ad ago volante è più facile e veloce del sistema ICT tradizionale. Prendendo come esempio il sistema grpilot della società GenRad, lo sviluppatore di test converte i dati CAD del progettista in file utilizzabili. Questo processo richiede 1-4 ore. Quindi il nuovo file viene eseguito attraverso il programma di test per generare a. IgE e. File SPC, e poi messo in una directory. Quindi il software viene eseguito nella directory per generare tutti i file che devono testare UUT. Il tipo di test di cortocircuito è selezionato dalla pagina delle opzioni. Il punto di riferimento utilizzato dal tester su UUT è selezionato dalle informazioni CAD. UUT è fissato sulla piattaforma. Una volta completato lo sviluppo del software, il programma viene "avvitato" per assicurarsi che la posizione di test sia selezionata per quanto possibile. In questo momento, vengono aggiunti vari componenti "protezione" (isolamento della prova dei componenti). Il tempo di test e sviluppo di un tipico UUT 1000 nodi è di 4-6 ore. Dopo il completamento dello sviluppo e del caricamento del software, avviare il test e il debug del tipico processo di test dell'ago volante. Il debug è il prossimo lavoro degli sviluppatori di test, che deve essere utilizzato per ottenere la copertura del test UUT il più possibile. Durante la messa in servizio, controllare i limiti superiori e inferiori di ogni elemento e confermare la posizione di contatto della sonda e il valore della parte. Il debug tipico UUT di 1000 nodi può richiedere 6-8 ore. Lo sviluppo del tester volante dell'ago è facile e il ciclo di debug è breve, il che rende lo sviluppo del programma di prova UUT ha requisiti molto pochi per gli ingegneri di prova. Il breve tempo che intercorre tra la ricezione dei dati CAD e l'UUT pronto per il test consente flessibilità nel numero di processi di produzione. Al contrario, la programmazione e lo sviluppo del dispositivo delle TIC tradizionali possono richiedere 160 ore e 16-40 ore di debug.

3. Vantaggi di prova dell'ago volante

Nonostante queste carenze, il test dell'ago volante è ancora uno strumento prezioso. I suoi vantaggi includono: sviluppo rapido di test; metodi di prova a costi inferiori; flessibilità di conversione rapida; E fornire un feedback rapido ai progettisti nella fase di prototipo. Pertanto, rispetto alle TIC tradizionali, il tempo necessario per la prova con ago volante è sufficiente per compensare riducendo il tempo totale di prova. I vantaggi di utilizzare il sistema di prova dell'ago volante superano gli svantaggi. Ad esempio, durante l'assemblaggio, tale sistema prevede che la produzione possa iniziare poche ore dopo la ricezione dei file CAD. Pertanto, il circuito stampato prototipo può essere testato diverse ore dopo il montaggio. A differenza delle TIC, lo sviluppo e l'installazione di test ad alto costo possono ritardare il processo per diversi giorni o anche mesi. Inoltre, a causa della semplicità e della velocità di impostazione, programmazione e collaudo, infatti, l'assemblatore tecnico generale, non l'ingegnere, può eseguire la prova. La prova dell'ago volante inoltre ha flessibilità per ottenere la conversione rapida della prova e il feedback rapido degli errori di processo. Inoltre, poiché la prova dell'ago volante non richiede il costo di sviluppo del dispositivo, è un sistema a basso costo che può essere posizionato di fronte al processo di prova tipico. E poiché il tester dell'ago volante cambia il metodo di prova di bassa produzione e assemblaggio rapido di conversione, il test che di solito richiede diverse settimane per lo sviluppo può ora essere ottenuto in poche ore.

4. Caratteristiche e supporto software della prova dell'ago volante

Il tester dell'ago volante della nostra azienda è il tester A3 della società tedesca AGT, con un'area di prova di 550 * 430mm, spessore del piatto 6mm. Il sistema operativo è winnt4.0 e il software richiesto include principalmente lettore di test A3, debugger A3, dpswinzard, view2000, IGI (lancio ext6.58), browser, ecc IGI è un software per l'elaborazione dei dati richiesti dal lettore di test A3, che elabora i dati Gerber. Definire il nome del livello, organizzare la sequenza, controllare le proprietà del pad e le coordinate del disegno e ottimizzare il foro. La cosa importante è estrarre l'elenco netto e produrre file di test A3. Quando si ottimizza il foro, va anche notato che la larghezza dell'anello è troppo piccola e i fori grandi (come i fori di posizionamento) dovrebbero essere ottimizzati manualmente per evitare la rottura dell'ago. DPS è un software utilizzato per produrre le coordinate di posizione, pannello, numero di fori di prova e punti di scansione di schede stampate. Dalla cartella OUTPUT nel file *.les, verrà richiesto al software, in base alle istruzioni Selezionare i pad da utilizzare per la scansione nel punto di scansione, in alto e in basso ogni livello più 4. Se la scheda stampata è troppo grande e densa durante la prova, deve essere divisa in più aree e aggiunta con più punti di scansione nel software, ma va notato che la linea di isolamento non deve essere premuta sugli elementi grafici per evitare che la macchina dia istruzioni errate e non funzioni normalmente. Se il software DPS non può generare il programma di test, potrebbero esserci i seguenti motivi:

a) La figura nel software IGI non è nel quadrante, il che porta ad un ampio intervallo di test. Deve essere spostato nella zona di uso normale

b) Se il punto dell'antenna non è selezionato correttamente, ripetere la prova e scambiare i punti dell'antenna su e giù per raggiungere lo scopo

c) Quando si seleziona un'antenna, non si dovrebbe selezionare una rete troppo piccola, che non può essere utilizzata come standard per testare l'intera scheda

A3 debugger è il software per calibrare il tester dell'ago volante. Dopo un certo periodo di prova, 8 teste di prova del tester produrranno errori, quindi la macchina dovrebbe essere calibrata regolarmente per garantire l'accuratezza della prova. Il browser viene utilizzato per correggere gli errori. Quando c'è un circuito aperto o corto sulla scheda stampata, viene utilizzato per trovare la posizione esatta e contrassegnarla lì. A3 lettore di prova è il software di prova, che viene utilizzato per selezionare la modalità di prova (principalmente modalità supervisore), tipo di prova, pressione della sonda, colpi e altezza. Determina anche come selezionare i punti di scansione, compresi manuali e automatici. I punti di scansione forniti dal DPS devono essere definiti manualmente durante la prova e i punti di scansione automatici saranno utilizzati per la prova in futuro. Quando il sistema A3 è chiuso, la staffa deve essere riportata prima al punto zero per evitare la prova di collisione e piegamento quando le 8 teste di prova rimbalzano.

Attualmente, il test PCB in Cina è ancora nella fase di sviluppo. Come produttore di PCB, ipcb ha avanzate linee di produzione automatiche e apparecchiature di prova in patria e all'estero. L'azienda ha 2 fili di rame affondanti completamente automatici, 4 macchine di esposizione, 60 macchine di prova dell'ago volante e 4 macchine di prova ottiche AOI. Nel febbraio 2012, metà dei servizi di test sono stati cancellati e sostituiti con tutti i servizi di test, tutti gratuiti.