Prezentare generală a mașinii de plasare
Pentru a câștiga un loc în competiția acerbă de pe piață de astăzi, producătorii de produse electronice trebuie să găsească în mod constant o nouă modalitate care să reducă costul produsului și timpul de introducere a produsului și, în același timp, să poată îmbunătăți continuu calitatea noilor produse. În plus, procesele și procedurile de fabricație trebuie îmbunătățite, iar producătorii de electronice trebuie, de asemenea, să-i oblige pe producătorii de dispozitive semiconductoare să încorporeze mai multe funcții în circuitele integrate programabile (PIC) de dimensiuni miniaturizate. Astfel, pentru proiectarea și fabricarea produselor electronice de ultimă generație, se demonstrează clar în fața noastră parcurgerea unui drum de dimensiuni mai mici, funcție mai mare și preț mai mic. În acest context, circuitele integrate programabile de astăzi au mulți pini, au funcții puternice și folosesc forme de asamblare inovatoare. Dar producătorii de electronice care doresc să folosească cele mai noi dispozitive PIC trebuie să depășească unele dintre problemele întâlnite în procesul de programare. Mai simplu spus, pentru a putea programa fără probleme dispozitivele PCI, trebuie învățate câteva metode noi. Fuhaoyun oferă suport tehnic pentru mașinile de plasare JUKI din China continentală.
background de afaceri
Pentru dispozitivele PIC, pachetele DIP, PLCC sau SOIC au fost utilizate în general în trecut. Cu toate acestea, pe măsură ce cererea de produse compacte, de înaltă performanță crește, sunt necesare dispozitive PIC mai avansate. Dispozitivele de memorie flash de astăzi sunt disponibile în pachete SOP, TSOP, VSOP, BGA și mici BGA. Microcontrolerele de înaltă performanță, dispozitivele CPLD și dispozitivele FPGA pot fi ambalate în QFP, BGA și micro BGA, cu un număr de pini variind de la 44 la mai mult de 800.
Datorită numărului foarte mare de pini și factorului de formă mic, majoritatea acestor componente sunt disponibile numai în pachete cu pas fin. Componentele cu pas fin au cabluri foarte fragile, cu un pas de numai 0,508 mm (20 mils) sau aproape deloc. Deci, oamenii se uită la utilizarea dispozitivelor PIC pentru a face față acestei provocări. Dispozitivele PIC cu densitate mare și performanță ridicată sunt scumpe, necesită echipamente de programare de înaltă calitate și necesită un control foarte bun al procesului pentru a minimiza risipa de componente.
Componentele cu pas fin sunt practic sigure că vor întâmpina amenințări de la coplanaritate și alte forme de deteriorare a plumbului în timpul operațiunilor programate manual. Dacă știfturile sunt deteriorate, pot cauza probleme cu fiabilitatea îmbinărilor de lipit, ceea ce va crește rata defectelor în procesul de fabricație. De asemenea, componentele de înaltă densitate vor dura de fapt mai mult pentru a fi programate, ceea ce reduce eficiența producției.
programare pe o placă de circuit
Utilizatorii de dispozitive PIC avansate se confruntă cu o alegere dificilă: riscă probleme de calitate și le programează manual? Sau căutați o metodă alternativă de programare care să elimine atingerile manuale?
Pentru a putea realiza aceasta din urmă, producătorii au început inițial să folosească programarea la bord (OBP pe scurt). OBP este o metodă simplă de programare a PIC-ului după ce este montat pe o placă de circuit imprimat (pe scurt PCB). În general, testele sau testele funcționale sunt efectuate pe placa de circuit. Memorie flash, memorie programabilă doar pentru citire și ștergerea electronică (EEprom pe scurt), dispozitive CPLD bazate pe EEprom, dispozitive FPGA bazate pe EEprom și microcontrolere cu memorie flash încorporată sau EEprom, toate care utilizează programarea în formă OBP.
Pentru a îndeplini cerințele de utilizare ale memoriei flash și ale microcontrolerelor, cea mai comună modalitate de implementare a OBP este utilizarea de programare a echipamentelor de testare automate (ATE) cu ajutorul unui dispozitiv de fixare pe pat de cuie. Programarea este destul de complicată pentru dispozitivele logice și nu este potrivită pentru programarea cu dispozitive ATE pin-on-disk.
O nouă tehnologie OBP dezvoltată inițial pe baza specificațiilor IEEE pentru a sprijini testarea arată un viitor promițător. Această specificație, numită IEEE 1149.1, specifică o serie de protocoale pentru scanarea limitelor și a fost utilizată în multe metode de programare PIC.
Dacă producătorii de produse electronice doresc să utilizeze metoda de programare IEEE 1149.1, se bazează pe instrumente de protecție a proprietății intelectuale furnizate în principal de diverși producători de semiconductori. Dar programarea cu instrumentul lor este foarte lentă. De asemenea, din cauza instinctului lor de a proteja proprietatea intelectuală, fiecare instrument este limitat la dispozitivele utilizate de un singur utilizator. Acesta ar fi un mare dezavantaj dacă un dispozitiv PIC pe o placă ar fi folosit de mai mulți utilizatori.
Una peste alta, utilizarea metodei OBP elimină necesitatea de a manipula manual dispozitivul și de a încorpora programarea în testare, precum și încetinirea producției de producție. Cu toate acestea, timpul necesar pentru programare poate fi, de asemenea, lent.
Programare cu cadran ATE
Utilizarea inițială a echipamentului ATE a fost pentru testarea în circuit a ansamblurilor PCB pentru a găsi defecte de fabricație, cum ar fi urme deschise, scurtcircuit, componente lipsă și alinierea greșită a componentelor. O fixare pin-to-disk este o configurație de matrice cu puncte finale de testare cu arc care creează o interfață mecanică și electrică între PCB și circuitul de conducere a semnalului echipamentului de testare ATE.
Odată ce PCB-ul este conectat în siguranță la dispozitivul pin-on-disk, circuitul de comandă a semnalului echipamentului de testare ATE va trimite semnale de programare către dispozitivul țintă PIC prin dispozitivul pin-on-disk și PCB. Pe lângă testarea defectelor mecanice, echipamentele ATE pot fi folosite și pentru programarea dispozitivelor PIC. Programarea și ștergerea componentelor este încorporată în programul de testare a plăcii, care este apoi folosit pentru a programa dispozitivul țintă.
Programare IEEE 1149.1 Boundary Scan
Pentru a crește densitatea și complexitatea componentelor PCB, este foarte dificil să testați plăcile de circuite și componentele, în special pentru componentele PCB cu spațiu limitat. Pentru a rezolva eficient această problemă, a luat ființă un protocol de testare a scanării limitelor (IEEE 1149.1).
Standardul de testare IEEE 1149.1 permite programarea dispozitivelor logice sau de memorie flash pe plăci de circuite asamblate de către un dispozitiv extern inteligent. Acest dispozitiv de programare formează o interfață de conectare cu placa de circuite printr-un port standard de acces de testare (TAP, pe scurt). Toate acestea necesită o unitate de control hardware JTAG, un sistem software JTAG, un PCB compatibil JTAG și un port de acces de testare cu patru fire.
Lucrarea de scanare a limitelor poate fi realizată utilizând un echipament specializat de programare a plăcilor de circuite sau o altă opțiune, folosind unele instrumente furnizate de companii precum testere GenRad, Hewlett-Packard și Teradyne ATE din Statele Unite, putând fi testate în scanarea limitelor ATE IEEE 1149.1 programarea funcționează pe dispozitiv.
Unul dintre cele mai mari avantaje ale adoptării standardului IEEE este că poate programa o mare varietate de componente de la diferiți furnizori pe același PCB. Acest lucru reduce timpul general de programare și simplifică procesul de fabricație.
Echipamente de programare automată (AP).
Tehnologia PIC continuă să avanseze, astfel încât noile echipamente și tehnologii de programare a automatizării păstrează același ritm. De exemplu, dispozitivul de programare automatizat cu pas fin de la Data I/O ProMaster 970 poate programa dispozitive PIC în stiluri avansate de pachet, inclusiv BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON și CSP. Terminalele duble de preluare și plasare (PNP) și prizele opționale de 8, 10 sau 12 maximizează eficiența dispozitivului. Dispozitivul de programare poate fi de asemenea implicat în controlul calității dispozitivului. De exemplu, problemele de coplanaritate și deteriorarea pinului sunt practic inexistente, deoarece sistemul integrat de viziune cu laser asigură o plasare foarte precisă a dispozitivului.
Datorită varietatii de interfețe de programare și configurații ale dispozitivelor PNP, programarea automată a clusterului poate fi, în general, de 5 până la 10 ori mai rapidă decât programarea ATE. De asemenea, aceste instrumente de programare sunt concepute pentru programare, nu pentru testarea plăcii sau a funcției, astfel încât pot oferi o calitate foarte bună a programării.
Dispozitivele PIC cu pas fin pot fi foarte scumpe, astfel încât reducerea ratei de deteriorare în timpul producției ar îmbunătăți considerabil pragul de rentabilitate al unui producător. Sistemul de programare automată care poate fi aplicat la majoritatea componentelor este, de asemenea, foarte flexibil și poate fi adaptat la forme avansate de dispozitive de pachete. Capacitatea de a combina productivitatea ridicată, calitatea înaltă și flexibilitatea are ca rezultat cel mai mic preț de programare disponibil pe dispozitiv fiind adesea mai mic de 20% din prețul de programare ATE.
Alegeți o strategie de programare
Liderii de producție iau în considerare adesea diferite moduri de programare și se întreabă: „Care mod de programare este cel mai bun pentru mine?” Nu există un singur răspuns care să se potrivească tuturor cazurilor de utilizare. Conținutul pe care îl cântăresc va include în general: soluția adoptată pentru eficiența producției, programarea utilizării liniei de producție, prețul PCB, probleme de control al procesului, nivelurile ratei defectelor, managementul furnizorilor, costul echipamentelor majore și gestionarea stocurilor. va avea un impact.
Impactul asupra productivității
Programarea ATE reduce productivitatea deoarece se adauga timp suplimentar pentru a putea satisface nevoile de programare. De exemplu, dacă este nevoie de 15 secunde pentru a testa pentru a verifica defecte în procesul de fabricație, pot fi necesare încă 5 secunde pentru a programa componenta. ATE acționează ca un programator cu un singur port foarte scump. De asemenea, pentru dispozitivele flash și logice de mare densitate care durează mai mult pentru programare, timpul total de testare necesar va fi mai lung, ceea ce este o durere de cap. Prin urmare, atunci când timpul de programare este foarte mic în comparație cu timpul total de testare al plăcii, metoda de programare ATE este cea mai rentabilă metodă. Pentru a crește productivitatea și pentru a minimiza timpii lungi de programare, tehnicile de programare ATE pot fi combinate cu tehnici la bord, cum ar fi scanarea limitelor sau una dintre numeroasele metode brevetate.
O altă soluție este să programați doar codul de pornire al dispozitivului țintă atunci când placa este testată. Restul programării dispozitivului se face atunci când nu există niciun impact asupra productivității, de obicei atunci când dispozitivul este testat funcțional. Cu toate acestea, cu excepția cazului în care capacitatea ATE este depășită, capacitatea de testare funcțională este suficientă, iar metoda de programare cea mai rentabilă pentru dispozitive de înaltă densitate este un dispozitiv de programare automat. Caz concret: dispozitivul ProMaster 970 este configurat cu 12 porturi, capabile să programeze și să marcheze cu laser 600 8M memorie flash pe oră. În schimb, un ATE, sau tester funcțional, ar dura între 60 și 120 de ore pentru a finaliza aceste sarcini de programare.