Prehľad umiestňovacieho automatu
Aby si výrobcovia elektronických produktov získali miesto v dnešnej tvrdej konkurencii na trhu, musia neustále hľadať nový spôsob, ktorý môže znížiť náklady na produkt a čas uvedenia produktu na trh a zároveň môže neustále zlepšovať kvalitu nových produktov. Okrem toho sa musia zlepšiť výrobné procesy a postupy a výrobcovia elektroniky musia tiež tlačiť na výrobcov polovodičových zariadení, aby začlenili viac funkcií do miniaturizovaných programovateľných integrovaných obvodov (PIC). Pri navrhovaní a výrobe špičkových elektronických produktov sa teda pred nami jasne ukazuje cesta menšej veľkosti, vyššej funkcie a nižšej ceny. V tomto kontexte majú dnešné programovateľné integrované obvody veľa pinov, majú silné funkcie a využívajú inovatívne formy montáže. Ale výrobcovia elektroniky, ktorí chcú používať najnovšie zariadenia PIC, musia prekonať niektoré problémy, s ktorými sa stretávajú v procese programovania. Jednoducho povedané, aby bolo možné plynulo programovať PCI zariadenia, je potrebné sa naučiť niektoré nové metódy. Fuhaoyun poskytuje technickú podporu pre umiestňovacie stroje JUKI v pevninskej Číne.
obchodné zázemie
Pre zariadenia PIC sa v minulosti vo všeobecnosti používali balíčky DIP, PLCC alebo SOIC. S rastúcim dopytom po kompaktných, vysokovýkonných produktoch sú však potrebné pokročilejšie zariadenia PIC. Pamäťové zariadenia Flash sú dnes dostupné v balíkoch SOP, TSOP, VSOP, BGA a malých balíkoch BGA. Vysokovýkonné mikrokontroléry, zariadenia CPLD a zariadenia FPGA môžu byť zabalené do QFP, BGA a micro BGA s počtom kolíkov od 44 do viac ako 800.
Vzhľadom na veľmi vysoký počet kolíkov a malý tvarový faktor je väčšina týchto komponentov dostupná len v baleniach s jemným rozstupom. Komponenty s jemným rozstupom majú veľmi krehké vývody s rozstupom iba 0,508 mm (20 mils) alebo takmer žiadnou vôľou. Ľudia sa teda pozerajú na využitie zariadení PIC na splnenie tejto výzvy. Zariadenia PIC s vysokou hustotou a vysokým výkonom sú drahé, vyžadujú vysokokvalitné programovacie vybavenie a vyžadujú veľmi dobré riadenie procesu, aby sa minimalizoval odpad komponentov.
Komponenty s jemným rozstupom sú prakticky isté, že sa počas ručne naprogramovaných operácií stretnú s hrozbami spojenými s koplanaritou a inými formami poškodenia elektródy. Ak sú kolíky poškodené, môže to spôsobiť problémy so spoľahlivosťou spájkovaných spojov, čo zvýši chybovosť vo výrobnom procese. Podobne súčiastky s vysokou hustotou sa v skutočnosti naprogramujú dlhšie, čo znižuje efektivitu výroby.
programovanie na doske plošných spojov
Používatelia pokročilých zariadení PIC čelia ťažkej voľbe: riskovať problémy s kvalitou a ručne ich naprogramovať? Alebo hľadáte alternatívny spôsob programovania, ktorý eliminuje manuálne dotyky?
Aby výrobcovia mohli dosiahnuť to posledné, začali spočiatku používať programovanie na palube (skrátene OBP). OBP je jednoduchý spôsob programovania PIC po jeho namontovaní na dosku plošných spojov (skrátene PCB). Vo všeobecnosti sa testy alebo funkčné testy vykonávajú na doske plošných spojov. Flash pamäť, elektronicky vymazateľná programovateľná pamäť len na čítanie (skrátene EEprom), zariadenia CPLD založené na EEprom, zariadenia FPGA založené na EEprom a mikrokontroléry so vstavanou flash pamäťou alebo EEprom, z ktorých všetky používajú programovanie vo forme OBP.
Aby sa splnili požiadavky na používanie flash pamäte a mikrokontrolérov, najbežnejším spôsobom implementácie OBP je použitie programovania automatického testovacieho zariadenia (ATE) pomocou upínacieho zariadenia. Programovanie je dosť komplikované pre logické zariadenia a nie je vhodné na programovanie s ATE pin-on-disk prípravkami.
Nová technológia OBP pôvodne vyvinutá na základe špecifikácií IEEE na podporu testovania ukazuje sľubnú budúcnosť. Táto špecifikácia, nazývaná IEEE 1149.1, špecifikuje sériu protokolov pre boundary scan a používa sa v mnohých programovacích metódach PIC.
Ak chcú výrobcovia elektronických produktov použiť metódu programovania IEEE 1149.1, spoliehajú sa na nástroje ochrany duševného vlastníctva, ktoré poskytujú najmä rôzni výrobcovia polovodičov. Ale programovanie s ich nástrojom je veľmi pomalé. Každý nástroj je tiež vzhľadom na svoj inštinkt chrániť duševné vlastníctvo obmedzený na zariadenia používané jedným používateľom. To by bola veľká nevýhoda, ak by zariadenie PIC na doske používalo viacero používateľov.
Celkovo vzaté, použitie metódy OBP eliminuje potrebu ručnej manipulácie so zariadením a začlenenie programovania do testovania, ako aj pomalú výrobnú produkciu. Čas potrebný na programovanie však môže byť tiež pomalý.
Programovanie číselníka ATE
Pôvodné použitie zariadenia ATE bolo na testovanie v obvode zostáv PCB, aby sa našli výrobné chyby, ako sú otvorené stopy, skraty, chýbajúce komponenty a nesprávne zarovnanie komponentov. Zariadenie pin-to-disk je konfigurácia poľa s odpruženými testovacími koncovými bodmi, ktoré vytvárajú mechanické a elektrické rozhranie medzi doskou plošných spojov a obvodmi na riadenie signálu testovacieho zariadenia ATE.
Keď je doska plošných spojov bezpečne pripojená k zariadeniu kolík na disku, obvod riadenia signálu testovacieho zariadenia ATE odošle programovacie signály do PIC cieľového zariadenia cez zariadenie kolík na disku a dosku plošných spojov. Okrem testovania mechanických defektov možno zariadenie ATE použiť aj na programovanie zariadení PIC. Programovanie a mazanie komponentov je zabudované do programu testovania dosky, ktorý sa potom používa na programovanie cieľového zariadenia.
IEEE 1149.1 Boundary Scan Programovanie
Aby sa zvýšila hustota a zložitosť súčiastok DPS, je veľmi ťažké testovať dosky plošných spojov a súčiastky, najmä súčiastky DPS s obmedzeným priestorom. Aby sa tento problém efektívne vyriešil, vznikol testovací protokol boundary scan (IEEE 1149.1).
Testovací štandard IEEE 1149.1 umožňuje programovanie logických alebo flash pamäťových zariadení na zmontovaných doskách plošných spojov inteligentným externým zariadením. Toto programovacie zariadenie tvorí spojovacie rozhranie s doskou plošných spojov cez štandardný testovací prístupový port (skrátene TAP). To všetko vyžaduje hardvérovú riadiacu jednotku JTAG, softvérový systém JTAG, PCB kompatibilnú s JTAG a štvorvodičový testovací prístupový port.
Práca s hraničným skenovaním sa dá dosiahnuť pomocou špecializovaného zariadenia na programovanie dosiek plošných spojov alebo inou možnosťou pomocou niektorých nástrojov poskytovaných spoločnosťami, ako sú GenRad, Hewlett-Packard a Teradyne ATE testery v Spojených štátoch, možno otestovať v boundary scan ATE IEEE 1149.1 programovanie funguje na zariadení.
Jednou z najväčších výhod prijatia štandardu IEEE je, že dokáže naprogramovať širokú škálu komponentov od rôznych dodávateľov na rovnakej doske plošných spojov. To znižuje celkový čas programovania a zjednodušuje výrobný proces.
Zariadenia pre automatizáciu programovania (AP).
Technológia PIC neustále napreduje, takže nové automatizačné programovacie zariadenia a technológie si udržujú rovnaké tempo. Napríklad automatizované programovacie zariadenie s jemným rozstupom Data I/O ProMaster 970 môže programovať zariadenia PIC v pokročilých štýloch balíkov vrátane BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON a CSP. Dvojité vyzdvihnutie a umiestnenie (PNP) terminály a voliteľných 8, 10 alebo 12 zásuviek maximalizujú efektivitu zariadenia. Programovacie zariadenie môže byť tiež ďalej zapojené do kontroly kvality zariadenia. Napríklad problémy s koplanaritou a poškodenie kolíkov prakticky neexistujú, pretože integrovaný systém laserového videnia zaisťuje veľmi presné umiestnenie zariadenia.
Kvôli rôznorodosti programovacích rozhraní a konfigurácií zariadení PNP môže byť automatické klastrové programovanie vo všeobecnosti 5 až 10-krát rýchlejšie ako programovanie ATE. Tieto programovacie nástroje sú tiež určené na programovanie, nie na testovanie dosky alebo funkcie, takže môžu poskytnúť veľmi dobrú kvalitu programovania.
Zariadenia PIC s jemným rozstupom môžu byť veľmi drahé, takže zníženie miery poškodenia počas výroby by výrazne zlepšilo bod zlomu výrobcu. Automatický programovací systém, ktorý je možné aplikovať na väčšinu komponentov, je tiež veľmi flexibilný a môže byť prispôsobený pokročilým formám balíčka. Schopnosť kombinovať vysokú produktivitu, vysokú kvalitu a flexibilitu vedie k tomu, že najnižšia dostupná cena programovania na zariadenie je často nižšia ako 20 percent ceny programovania ATE.
Vyberte si stratégiu programovania
Vedúci výroby často zvažujú rôzne spôsoby programovania a pýtajú sa: "Ktorý spôsob programovania je pre mňa najlepší?" Neexistuje žiadna odpoveď, ktorá by vyhovovala všetkým prípadom použitia. Obsah, ktorý vážia, bude vo všeobecnosti zahŕňať: riešenie prijaté pre efektívnosť výroby, plánovanie použitia výrobnej linky, cenu PCB, problémy s kontrolou procesov, úrovne chybovosti, riadenie dodávateľov, náklady na hlavné vybavenie a riadenie zásob. bude mať vplyv.
Vplyv na produktivitu
Programovanie ATE znižuje produktivitu, pretože sa pridáva čas navyše, aby bolo možné splniť programovacie potreby. Napríklad, ak test na kontrolu chýb vo výrobnom procese trvá 15 sekúnd, na naprogramovanie komponentu môže byť potrebných ďalších 5 sekúnd. ATE funguje ako veľmi drahý programátor s jedným portom. Taktiež v prípade flash a logických zariadení s vysokou hustotou, ktorých programovanie trvá dlhšie, bude celkový potrebný čas testu dlhší, čo je bolesť hlavy. Preto, keď je čas programovania veľmi malý v porovnaní s celkovým časom testu dosky, metóda programovania ATE je cenovo najefektívnejšia metóda. Na zvýšenie produktivity a minimalizáciu dlhých časov programovania možno techniky programovania ATE kombinovať s integrovanými technikami, ako je boundary scan alebo jedna z mnohých patentovaných metód.
Ďalším riešením je naprogramovať pri testovaní dosky iba zavádzací kód cieľového zariadenia. Zvyšok programovania zariadenia sa vykonáva, keď to nemá žiadny vplyv na produktivitu, zvyčajne keď je zariadenie funkčne testované. Ak však nie je prekročená schopnosť ATE, schopnosť funkčného testu je dostatočná a nákladovo najefektívnejšou metódou programovania pre zariadenia s vysokou hustotou je automatické programovacie zariadenie. Príklad: Zariadenie ProMaster 970 je nakonfigurované s 12 portami, ktoré sú schopné programovania a laserového označovania 600 8M flash pamätí za hodinu. Naproti tomu ATE alebo funkčný tester by dokončenie týchto programovacích úloh zabralo 60 až 120 hodín.
