Teknik PCB - Analisi Teknologi Kunci Ujian Umum PCB

1. Perkenalan

Dengan muncul terus menerus produk menggunakan sirkuit integrasi skala besar, pemasangan dan ujian papan sirkuit PCB yang sepadan telah menjadi semakin penting. Ujian umum papan sirkuit cetak adalah teknik ujian tradisional dalam industri PCB.

Teknologi ujian elektrik umum awal boleh dikesan kembali ke akhir 1970-an dan awal 1980-an. Kerana komponen pada masa itu semua berada dalam pakej piawai (Pitch adalah 100 juta), dan PCB hanya mempunyai tahap ketepatan THT (Melalui Teknologi Lubang), jadi mesin ujian Eropah dan Amerika Pembuat telah merancang mesin ujian grid piawai. Selama komponen dan kabel pada PCB diatur mengikut jarak piawai, setiap titik ujian akan jatuh pada titik grid piawai, kerana semua PCB boleh digunakan pada masa itu, jadi ia dipanggil mesin ujian universal.

Kerana pengembangan teknologi pakej setengah konduktor, komponen mula mempunyai pakej yang lebih kecil dan pakej mount permukaan (SMT), dan ujian umum densiti piawai tidak lagi berlaku. Jadi di tengah-tengah 1990-an, penghasil ujian Eropah dan Amerika memperkenalkan ujian ganda densiti. Mesin, bergabung dengan menggunakan cerun jarum besi tertentu untuk membuat peralatan untuk menukar titik ujian PCB dan sambungan grid mesin, dengan kelajuan secara perlahan teknologi proses HDI, ujian umum kelajuan ganda tidak dapat memenuhi keperluan ujian, jadi sekitar 2000, pembuat mesin ujian Eropah telah memperkenalkan mesin ujian universal grid ketujuh-ganda.

2. Teknologi kunci ujian umum

a. Elemen tukar

Untuk memenuhi kebanyakan keperluan ujian PCB HDI, kawasan ujian mesti cukup besar, biasanya dalam saiz piawai berikut: 9.6*12.8(inci), 16 X12.8(inci), 24*19.2(inci), dalam densiti ganda penuh Dalam kes Grid Penuh, titik ujian tiga saiz di atas adalah 49512, 81920, dan 184320 respectively. Bilangan komponen elektronik adalah setinggi ratusan ribu. Elemen penukaran adalah unsur utama untuk memastikan kestabilan ujian, dan ia diperlukan untuk mempunyai resistensi tegangan tinggi (> 300V), kebocoran rendah dan ciri-ciri lain, dan ciri-ciri elektrik seperti nilai resistensi mesti seimbang dan konsisten, jadi komponen tersebut mesti mengalami skrin dan ujian ketat, biasanya transistor atau transistor kesan medan digunakan sebagai komponen penukaran

Keuntungan dan kelemahan transistor:

Keuntungan: biaya rendah, kemampuan penghancuran anti-statik yang kuat, kestabilan yang tinggi;

Kegagalan: pemacu semasa, sirkuit lebih rumit, pengaruh semasa asas (Ib) perlu diasingkan, dan penggunaan kuasa besar

Keuntungan dan kelemahan FET:

Keuntungan: pemacu tekanan, sirkuit sederhana, tidak terkesan oleh arus asas (Ib), konsumsi kuasa rendah

Kegagalan: biaya tinggi, kerosakan elektrostatik mudah berlaku, tindakan perlindungan elektrostatik diperlukan, kestabilan tidak tinggi, jadi ia akan meningkatkan biaya penyelamatan.

b. Independence of grid points

Grid Penuh

Setiap grid mempunyai sirkuit tukar bebas, iaitu, setiap titik memenuhi set unsur tukar dan sirkuit, dan seluruh kawasan ujian boleh disebarkan dengan empat kali densiti.

Berkongsi Grid

Kerana jumlah besar unsur menukar dalam grid penuh dan kabel yang rumit, ia sukar untuk dilaksanakan. Oleh itu, beberapa pembuat ujian menggunakan teknologi berkongsi grid untuk berkongsi set unsur tukar dan kabel di beberapa titik di kawasan yang berbeza, dengan itu mengurangi kesukaran kabel. Bilangan unsur yang bertukar, kita panggilnya Grid Berkongsi. Grid terkongsi mempunyai kesalahan besar. Jika titik dalam kawasan telah sepenuhnya sibuk, titik dalam kawasan terkongsi tidak boleh lagi digunakan, dan ketepatan kawasan dikurangkan kepada ketepatan tunggal. Oleh itu, masih ada pengendalian ketepuan dalam ujian HDI bagi kawasan yang lebih besar.

c. Komposisi struktur

Struktur modular

Semua tatangka tukar, bahagian memandu dan komponen kawalan sangat terintegrasi ke dalam set modul kad tukar. Kawasan ujian boleh digabung dengan bebas dan ditukar dengan modul ini. Kadar kegagalan rendah, pemeliharaan dan penataran mudah, tetapi biaya tinggi.

Struktur luka-wayar

Grid terdiri dari penghalang pins pogo dan kad tukar terpisah. Ia besar, tidak mempunyai ruang penataran, dan sukar untuk dikekalkan jika gagal.

d. Komposisi pemasangan

Pemasangan struktur jarum panjang

Ia merujuk kepada struktur pemasangan dengan jarum besi 3.75" (95.25 mm). Keuntungan ialah cerun penyebaran jarum lebih besar, dan bilangan titik penyebaran jarum per kawasan unit ialah 20%~30% lebih daripada struktur jarum yang lebih pendek. Tetapi kekuatan struktur adalah lemah, dan pemasangan dibuat perlu memperhatikan kuasa kuasa.

Pembetulan struktur jarum pendek

Ia merujuk kepada struktur pemasangan dengan jarum besi 2.0" (50.8 mm). Keuntungan ialah struktur kuat, tetapi cerun jarum kecil.

e. Perisian bantuan (CAM)

Dalam ujian tujuan-umum densiti tinggi, sokongan CAM yang tepat sangat penting, dan ia kebanyakan terdiri dari dua bahagian:

Analisis rangkaian dan generasi titik ujian;

Membantu produksi peralatan.

Oleh kerana banyak parameter proses pembuatan peralatan (seperti struktur antara lapisan peralatan peralatan, diameter lubang bor, jarak lubang keselamatan, struktur pilar, dll.) mempengaruhi kesan ujian peralatan, bahagian ini mesti dilatih oleh jurutera yang berkahwin yang ditentukan oleh pembuatan, dan terus menerus Hanya dengan mengumpulkan pengalaman kita boleh membuat peralatan lebih baik.

3. Comparison of double-density and four-density

Pertama-tama, empat-densiti boleh menyelesaikan papan yang tidak boleh diuji dengan densiti ganda. Kerana ketepatan pin pogo pada katil jarum berbeza dari ketepatan titik ujian pada papan sirkuit, jarum besi perangkat ujian mesti mempunyai cerun tertentu untuk mengubah pada grid. Jadilah grid luar, tetapi kecenderungan jarum besi terbatas oleh struktur, dan mustahil untuk meningkatkannya tanpa batas. Dalam keadaan normal, jarum besi ganda densiti

Kecerunan (jarak ofset mengufuk jarum besi ujian dalam pemasangan) ialah 700 mils pada maksimum, dan empat-densiti ialah 400 mils. Kemudian, mungkin jarum tidak boleh ditanam. Berapa banyak jarum yang boleh dihitung.

Selain itu, kesan ujian boleh meningkatkan kadar titik palsu dan indentasi ujian secara signifikan. Densitas matriks titik empat-densiti ialah 400 titik per inci kuasa dua, dan densiti ganda ialah 200 titik. Kawasan pencerobohan jarum pada lapisan bawah peralatan boleh dikurangkan untuk bilangan titik yang sama. Oleh itu, penggunaan empat-densiti boleh mengurangi kecenderungan jarum besi. Dalam kes ketinggian pemasangan yang sama, empat-densiti papan ujian yang sama adalah pada dasarnya separuh dari densiti ganda, dan cenderasi jarum besi akan menjadi Ia mempunyai pengaruh besar pada kesan ujian. Semakin besar cerun, semakin kecil jarak dalam arah menegak, tekanan pin pogo akan menurun sebagai hasil, dan resistensi setiap lapisan pemasangan kepada pin besi dalam arah menegak meningkat, menyebabkan pin menghubungi PAD. buruk. Selain itu, hujung jarum besi yang bersandar yang berhubungan dengan PCB semasa proses pemasangan tekan mold atas dan bawah akan relatif menyelinap pada permukaan PAD. Jika kekuatan kalung tidak baik dan deformasi, jarum besi terperangkap di kalung. Pada masa ini, jarum besi berada di PAD. Tekanan jauh lebih daripada kekuatan elastik pin pogo katil jarum, dan ia akan menghasilkan indentasi dalam kes yang berat. Kecerunan jarum besi empat-densiti lebih kecil daripada yang ganda-densiti, jadi terdapat lebih ruang untuk memasang lajur sokongan pada pemasangan, yang membuat struktur pemasangan lebih stabil. Keuntungan lain dari cerun kecil adalah bahawa diameter lubang boleh dikurangkan, dengan itu mengurangi kemungkinan pecah lubang.

For a BGA with a evenly distributed PAD pitch of 20 mils, the maximum slope of the needle spread is 600 mils for double-density and 400 mils for four-density. Bilangan titik yang boleh diatur oleh ujian padat ganda adalah 441, kira-kira 0.17 inci 2, sementara ujian padat empat digunakan. Bilangan titik yang boleh diatur pada suatu masa adalah 896, kira-kira 0.35 inci 2. Pada dasarnya ia adalah dua kali ganda densiti, seperti yang boleh dilihat daripadanya.