Обзор машины для размещения
Чтобы завоевать место в сегодняшней жесткой конкуренции на рынке, производители электронных продуктов должны постоянно находить новые способы, которые могут снизить стоимость продукта и время внедрения продукта, и в то же время могут постоянно улучшать качество новых продуктов. Кроме того, производственные процессы и процедуры должны быть усовершенствованы, а производители электроники также должны подтолкнуть производителей полупроводниковых устройств к включению большего количества функций в миниатюрные программируемые интегральные схемы (ПИС). Таким образом, для разработки и производства высококачественных электронных продуктов перед нами ясно продемонстрирован путь меньшего размера, более высокой функциональности и более низкой цены. В этом контексте современные программируемые интегральные схемы имеют много выводов, имеют сильные функции и используют инновационные формы сборки. Но производители электроники, желающие использовать новейшие PIC-устройства, должны решить некоторые проблемы, возникающие в процессе программирования. Проще говоря, чтобы программировать PCI-устройства без проблем, необходимо изучить некоторые новые методы. Fuhaoyun оказывает техническую поддержку установочным машинам JUKI в материковом Китае.
бизнес фон
Для устройств PIC в прошлом обычно использовались пакеты DIP, PLCC или SOIC. Однако по мере роста спроса на компактные высокопроизводительные продукты требуются более совершенные PIC-устройства. Устройства флэш-памяти сегодня доступны в корпусах SOP, TSOP, VSOP, BGA и крошечных корпусах BGA. Высокопроизводительные микроконтроллеры, устройства CPLD и устройства FPGA могут быть выполнены в корпусах QFP, BGA и micro BGA с количеством выводов от 44 до более чем 800.
Из-за очень большого количества выводов и небольшого форм-фактора большинство этих компонентов доступны только в корпусах с мелким шагом. Компоненты с мелким шагом имеют очень хрупкие выводы с шагом всего 0.508 мм (20 мил) или почти без зазора. Поэтому люди рассматривают возможность использования устройств PIC для решения этой задачи. Устройства PIC с высокой плотностью и высокой производительностью дороги, требуют высококачественного оборудования для программирования и очень хорошего управления процессом для минимизации отходов компонентов.
Компоненты с мелким шагом практически наверняка столкнутся с угрозами из-за компланарности и других форм повреждения свинца во время операций, запрограммированных вручную. Если контакты повреждены, это может вызвать проблемы с надежностью паяных соединений, что повысит процент брака в производственном процессе. Точно так же для программирования компонентов с высокой плотностью требуется больше времени, что снижает эффективность производства.
программирование на плате
Пользователи передовых устройств PIC сталкиваются с трудным выбором: рисковать проблемами с качеством и программировать их вручную? Или вы ищете альтернативный метод программирования, исключающий ручное прикосновение?
Чтобы добиться последнего, производители изначально начали использовать бортовое программирование (сокращенно OBP). OBP - это простой метод программирования PIC после его установки на печатную плату (сокращенно PCB). Как правило, тесты или функциональные тесты проводятся на печатной плате. Флэш-память, электронно стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (сокращенно EEprom), устройства CPLD на основе EEprom, устройства FPGA на основе EEprom и микроконтроллеры со встроенной флэш-памятью или EEprom, все из которых используют программирование в форме OBP.
Чтобы удовлетворить требования к использованию флэш-памяти и микроконтроллеров, наиболее распространенным способом реализации OBP является использование программирования автоматического испытательного оборудования (ATE) с помощью приспособления для гвоздей. Программирование достаточно сложно для логических устройств, и оно не подходит для программирования с ATE pin-on-disk приспособлениями.
Новая технология OBP, первоначально разработанная на основе спецификаций IEEE для поддержки тестирования, имеет многообещающее будущее. Эта спецификация, называемая IEEE 1149.1, определяет ряд протоколов для граничного сканирования и используется во многих методах программирования PIC.
Если производители электронных продуктов хотят использовать метод программирования IEEE 1149.1, они полагаются на инструменты защиты интеллектуальной собственности, в основном предоставляемые различными производителями полупроводников. Но программирование с их инструментом очень медленное. Кроме того, из-за их инстинкта защиты интеллектуальной собственности каждый инструмент ограничен устройствами, используемыми одним пользователем. Это было бы большим недостатком, если бы устройство PIC на плате использовалось несколькими пользователями.
В целом, использование метода OBP устраняет необходимость манипулирования устройством вручную и включения программирования в тестирование, а также замедляет производственное производство. Однако время, необходимое для программирования, также может быть медленным.
Программирование набора номера ATE
Первоначально оборудование ATE использовалось для внутрисхемного тестирования сборок печатных плат для обнаружения производственных дефектов, таких как открытые дорожки, короткие замыкания, отсутствующие компоненты и смещение компонентов. Приспособление «вывод-диск» представляет собой конфигурацию массива с подпружиненными тестовыми конечными точками, которая создает механический и электрический интерфейс между печатной платой и схемой управления сигналами испытательного оборудования ATE.
После того, как печатная плата будет надежно подключена к креплению с контактами на диске, схема возбуждения сигналов испытательного оборудования ATE будет отправлять сигналы программирования на PIC целевого устройства через крепление с контактами на диске и печатную плату. Помимо проверки механических дефектов, оборудование ATE также может использоваться для программирования PIC-устройств. Программирование и стирание компонентов встроено в программу тестирования платы, которая затем используется для программирования целевого устройства.
Программирование сканирования границ IEEE 1149.1
Чтобы увеличить плотность и сложность компонентов печатных плат, очень сложно тестировать печатные платы и компоненты, особенно для компонентов печатных плат с ограниченным пространством. Чтобы эффективно решить эту проблему, появился протокол тестирования граничного сканирования (IEEE 1149.1).
Стандарт тестирования IEEE 1149.1 позволяет программировать логические устройства или устройства флэш-памяти на собранных печатных платах с помощью интеллектуального внешнего устройства. Это устройство программирования образует интерфейс соединения с печатной платой через стандартный тестовый порт доступа (сокращенно TAP). Для всего этого требуется аппаратный блок управления JTAG, программная система JTAG, JTAG-совместимая печатная плата и четырехпроводной тестовый порт доступа.
Работа по граничному сканированию может быть выполнена с использованием специализированного оборудования для программирования печатных плат или другого варианта с использованием некоторых инструментов, предоставляемых такими компаниями, как GenRad, Hewlett-Packard и Teradyne. Тестеры ATE в США могут быть протестированы в ATE IEEE 1149.1. программирование работает на устройстве.
Одно из самых больших преимуществ принятия стандарта IEEE заключается в том, что он позволяет программировать широкий спектр компонентов от разных поставщиков на одной и той же печатной плате. Это сокращает общее время программирования и упрощает производственный процесс.
Оборудование для программирования автоматизации (AP)
Технология PIC продолжает развиваться, поэтому новое оборудование и технологии программирования автоматизации не отстают. Например, автоматизированное устройство программирования с точным шагом ProMaster 970 от Data I/O может программировать устройства PIC в расширенных стилях корпуса, включая BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON и CSP. Двойные клеммы для установки и размещения (PNP) и дополнительные разъемы на 8, 10 или 12 повышают эффективность устройства. Программирующее устройство также может дополнительно участвовать в контроле качества устройства. Например, проблемы компланарности и повреждения штифтов практически отсутствуют, поскольку встроенная система лазерного зрения обеспечивает очень точное размещение устройства.
Из-за разнообразия интерфейсов программирования и конфигураций устройств PNP автоматическое программирование кластера обычно может быть в 5–10 раз быстрее, чем программирование ATE. Кроме того, эти инструменты программирования предназначены для программирования, а не для тестирования платы или функций, поэтому они могут обеспечить очень хорошее качество программирования.
Устройства PIC с мелким шагом могут быть очень дорогими, поэтому снижение количества повреждений во время производства значительно повысит точку безубыточности производителя. Система автоматического программирования, которая может быть применена к большинству компонентов, также очень гибкая и может быть адаптирована к усовершенствованным формам корпусных устройств. Возможность сочетать высокую производительность, высокое качество и гибкость приводит к тому, что самая низкая доступная цена программирования для каждого устройства часто составляет менее 20 процентов от стоимости программирования ATE.
Выберите стратегию программирования
Руководители производства часто рассматривают различные способы программирования и задаются вопросом: «Какой способ программирования мне больше всего подходит?» Не существует единого ответа, подходящего для всех случаев использования. Содержание, которое они взвешивают, обычно включает в себя: решение, принятое для повышения эффективности производства, планирование использования производственной линии, цену печатных плат, вопросы управления технологическим процессом, уровень брака, управление поставщиками, стоимость основного оборудования и управление запасами. будет иметь влияние.
Влияние на производительность
Программирование ATE снижает производительность, поскольку для удовлетворения потребностей в программировании добавляется дополнительное время. Например, если на проверку наличия дефектов в производственном процессе требуется 15 секунд, для программирования компонента может потребоваться еще 5 секунд. ATE действует как очень дорогой программатор с одним портом. Кроме того, для флэш-памяти высокой плотности и логических устройств, для программирования которых требуется больше времени, общее требуемое время тестирования будет больше, что является головной болью. Поэтому, когда время программирования очень мало по сравнению с общим временем тестирования платы, метод программирования ATE является наиболее экономичным методом. Чтобы повысить производительность и сократить время программирования, методы программирования ATE можно комбинировать с такими встроенными методами, как граничное сканирование или один из многих запатентованных методов.
Другим решением является программирование только загрузочного кода целевого устройства при тестировании платы. Остальная часть программирования устройства выполняется, когда это не влияет на производительность, обычно во время функционального тестирования устройства. Однако, если возможности ATE не превышены, возможности функционального тестирования достаточно, и наиболее экономичным методом программирования для устройств с высокой плотностью является автоматическое устройство программирования. Показательный пример: устройство ProMaster 970 оснащено 12 портами, способными программировать и лазерной маркировкой 600 8M флэш-памяти в час. Напротив, ATE или функциональному тестировщику потребуется от 60 до 120 часов для выполнения этих задач программирования.
