PCB 기술 - PCB 범용 테스트를 위한 핵심 기술 분석

1. 소개

대규모 집적 회로를 사용하는 제품이 계속 등장함에 따라 해당 PCB 회로 기판의 설치와 테스트가 점점 더 중요해지고 있습니다.인쇄회로기판의 범용 테스트는 PCB 업계의 전통적인 테스트 기술이다.

최초의 제너럴일렉트릭 테스트 기술은 1970년대 말과 1980년대 초로 거슬러 올라간다.당시 부품은 모두 표준 패키징 (간격은 100mm) 이었고 PCB는 THT (통공기술) 밀도 수준이었기 때문에 유럽과 미국 시험기 제조업체들은 표준 그리드 시험기를 설계했다.PCB의 구성 요소와 경로설정이 표준 거리에 따라 정렬되면 모든 테스트 포인트가 표준 그리드 포인트에 떨어집니다. 모든 PCB를 사용할 수 있기 때문에 범용 테스트 머신이라고 합니다.

반도체 패키징 기술의 발전으로 인해 부품은 더 작은 패키징과 표면 패키징 (SMT) 패키징이 시작되었으며 표준 밀도 일반 테스트는 더 이상 적용되지 않습니다.이에 따라 1990년대 중반 유럽과 미국의 테스트 제조업체들은 이중 밀도 테스트를 도입했다.이 기계는 일정한 강철 바늘 경사면을 사용하여 클램프를 제작하여 PCB 테스트 포인트와 기계의 그리드 연결을 변환하는 것을 결합하여 HDI 공정 기술이 점차 성숙됨에 따라 이중 밀도 범용 테스트가 테스트 수요를 완전히 만족시킬 수 없기 때문에 2000년경에 유럽 테스트 기계 제조업체가 4중 밀도 그리드 범용 테스트 기계를 출시하였다.

2. 범용 테스트의 핵심 기술

a. 스위치 소자

대부분의 HDI PCB 테스트 요구 사항을 충족하려면 일반적으로 9.6 * 12.8 (인치), 16X12.8 (인치), 24 * 19.2 (인치) 의 표준 크기로 충분히 넓은 테스트 영역이 필요합니다. 전체 그리드의 경우 위의 세 가지 크기는 각각 49512, 81920, 184320입니다.전자 부품의 수량이 수십만 명에 달한다.스위치 소자는 테스트 안정성을 보장하는 핵심 소자로서 높은 내압 (>300V), 낮은 누출 등의 특성을 요구하며 저항치 등 전기 특성은 반드시 균형이 일치해야 하기 때문에 이러한 소자는 반드시 엄격한 선별과 테스트를 거쳐야 하며, 일반적으로 트랜지스터 또는 필드 효과관을 스위치 소자로 사용한다

트랜지스터의 장점과 단점:

장점: 원가가 낮고 정전기 침투 방지 능력이 강하며 안정성이 높습니다.

단점: 전류 구동, 회로가 더 복잡하고 기극 전류 (Ib) 의 영향을 격리해야 하며 전력 소비량이 크다

FET의 장점과 단점:

장점: 전압 구동, 간단한 회로, 기극 전류(Ib)의 영향을 받지 않고 낮은 전력 소비량

단점: 비용이 많이 들고 정전기 관통이 발생하기 쉬우며 정전기 보호 조치가 필요하고 안정성이 높지 않기 때문에 유지 보수 비용이 증가합니다.

b. 메쉬 점의 독립성

전체 메쉬

각 그리드에는 개별 스위치 회로가 있습니다. 즉, 각 점은 스위치 컴포넌트와 회로 세트를 차지하고 전체 테스트 영역은 4 배의 밀도로 분산 될 수 있습니다.

공유 메쉬

전체 메쉬의 스위치 컴포넌트 수가 많고 경로설정이 복잡하기 때문에 구현하기 어렵습니다.따라서 일부 테스트 제조업체는 그리드 공유 기술을 사용하여 서로 다른 영역의 여러 지점에서 일련의 스위치 컴포넌트와 경로설정을 공유하여 경로설정의 난이도를 낮춥니다.스왑 컴포넌트의 수를 공유 메쉬라고 합니다.공유 메쉬에 큰 결함이 있습니다.영역의 점이 완전히 사용되면 공유 영역의 점은 더 이상 사용할 수 없으며 영역의 밀도는 단일 밀도로 감소합니다.따라서 더 넓은 면적의 HDI 테스트에서 밀도 병목 현상이 여전히 존재합니다.

c. 구조의 구성

모듈식 구조

모든 스위치 어레이, 구동 부품 및 제어 부품은 일련의 스위치 모듈에 고도로 통합되어 있습니다.테스트 영역은 이 모듈과 자유롭게 조합하고 교환할 수 있습니다.고장률이 낮고 유지 보수 및 업그레이드가 간단하지만 비용이 많이 듭니다.

와이어 구조

메쉬는 스프링 핀과 별도의 스위치 카드로 구성됩니다.업그레이드 공간이 없어 장애 발생 시 유지 관리가 어렵습니다.

d. 고정장치의 구성

긴 핀 구조 클램프

일반적으로 강철 바늘이 3.75"(95.25mm)인 집게 구조를 말한다. 바늘 전개 경사가 크고 단위 면적당 바늘 전개점 수가 짧은 바늘 구조가 20∼30% 많은 것이 장점이다. 다만 구조 강도가 약해 집게 제작에 주의가 필요하다.

스풀 패브릭 고정장치

일반적으로 2.0"(50.8mm) 강철 바늘을 가진 클램프 구조를 말합니다. 구조는 견고하지만 바늘의 기울기는 작은 것이 장점입니다.

e. 보조 소프트웨어(CAM)

고밀도 범용 테스트에서 CAM 지원은 크게 두 부분으로 구성되어 있습니다.

네트워크 분석 및 테스트 포인트 생성

고정장치 생산을 돕다.

고정장치 제조 프로세스의 많은 매개변수 (예: 고정장치 메자닌 구조, 드릴 지름, 안전 구멍 거리, 기둥 구조 등) 는 고정장치의 테스트 효과에 큰 영향을 미치기 때문에 이 부분은 제조업체가 지정한 숙련된 기술 엔지니어가 교육하고 지속적으로 교육해야 하며, 경험을 총결해야만 고정장치를 더 좋게 만들 수 있다.

3. 이중 밀도와 4 밀도의 비교

첫째, 4 밀도는 2 배 밀도로 테스트할 수 없는 보드를 완성할 수 있습니다.침상 위의 포고 핀의 밀도는 회로 기판의 테스트 포인트의 밀도와 다르기 때문에 테스트 클램프의 강철 핀은 일정한 경사가 있어야만 격자를 변환할 수 있다.하나의 이망이 되지만 강침의 경사도는 구조의 제한을 받아 기한 없이 증가할 수 없다.정상적인 상황에서 이중 밀도 강철 바늘

기울기 (클램프에서 강철 핀의 수평 오프셋 거리를 테스트하는 것) 는 최대 700 밀이고 4 밀도는 400 밀입니다.그리고 바늘을 심지 못할 수도 있어요.이런 바늘이 얼마나 있는지 계산할 수 있다.

이밖에 시험효과는 시험의 허점률과 압흔률을 뚜렷이 높일수 있다.4밀도 점진 밀도는 제곱인치당 400포인트, 2배 밀도는 200포인트입니다.동일한 수의 점에 대해 클램프 하단의 바늘 살포 면적을 줄일 수 있습니다.따라서 4 밀도를 사용하면 강철 바늘의 기울기를 줄일 수 있습니다.클램프의 높이가 같은 경우 동일한 테스트보드의 네 밀도는 기본적으로 두 배 밀도의 절반이며 강철 바늘의 기울기도 마찬가지입니다. 이는 테스트 효과에 큰 영향을 미칩니다.기울기가 클수록 수직 방향의 거리가 작아져 스프링 핀의 압력이 낮아지고 클램프의 각 층이 수직 방향에서 강철 핀에 대한 저항이 증가하여 핀이 PAD에 접촉하게 된다.불쾌했어또한 위 몰드와 아래 몰드의 압착 과정에서 PCB와 접촉하는 기울어진 강철 바늘의 끝은 PAD의 표면에서 상대적으로 미끄러집니다.고정장치의 강도가 좋지 않고 변형되면 강철 바늘이 고정장치에 끼워집니다.이제 핀이 PAD에 있습니다.압력은 침상 용수철 바늘의 탄력보다 훨씬 커서 심할 때 눌린 자국이 생길 수 있다.4밀도 강철 바늘의 기울기는 2밀도보다 작기 때문에 집게에 지지기둥을 설치하는 공간이 더 커서 집게 구조를 더욱 안정적으로 한다.소사율의 또 다른 장점은 구멍의 지름을 줄여 파공 가능성을 낮출 수 있다는 것이다.

20밀이의 균일한 분포 PAD 간격을 가진 BGA의 경우 바늘이 전개되는 최대 기울기는 이중 밀도는 600밀이, 4 밀도는 400밀이다.이중 밀도 테스트를 통해 배치할 수 있는 점의 수는 441, 약 0.17인치 2이며 4밀도 테스트를 사용합니다.한 번에 배치할 수 있는 점의 수는 896개, 약 0.35인치 2이다.여기서 볼 수 있듯이, 그것은 기본적으로 두 배의 밀도의 두 배이다.