Yerleştirme Makinesine Genel Bakış
Elektronik ürün üreticileri, günümüzün şiddetli pazar rekabetinde bir yer kazanmak için sürekli olarak ürün maliyetini ve ürün tanıtım süresini azaltabilecek ve aynı zamanda yeni ürünlerin kalitesini sürekli olarak iyileştirebilecek yeni bir yol bulmalıdır. Ek olarak, üretim süreçleri ve prosedürleri iyileştirilmeli ve elektronik üreticileri de yarı iletken cihaz üreticilerini minyatür boyutlu programlanabilir entegre devrelere (PIC'ler) daha fazla işlev dahil etmeye zorlamalı. Böylece üst düzey elektronik ürünlerin tasarımı ve üretimi için daha küçük boyut, daha yüksek işlev ve daha düşük fiyat yolunun izlenmesi önümüzde açıkça görülmektedir. Bu bağlamda günümüzün programlanabilir tümleşik devreleri birçok pime sahip, güçlü fonksiyonlara sahip ve yenilikçi montaj formları kullanıyor. Ancak en yeni PIC cihazlarını kullanmak isteyen elektronik üreticilerinin programlama sürecinde karşılaştıkları bazı problemlerin üstesinden gelmeleri gerekiyor. Basitçe söylemek gerekirse, PCI cihazlarını sorunsuz bir şekilde programlayabilmek için bazı yeni yöntemlerin öğrenilmesi gerekiyor. Fuhaoyun, Çin anakarasındaki JUKI yerleştirme makineleri için teknik destek sağlıyor.
Iş geçmişi
PIC cihazları için geçmişte genellikle DIP, PLCC veya SOIC paketleri kullanılıyordu. Ancak kompakt, yüksek performanslı ürünlere olan talep arttıkça daha gelişmiş PIC cihazlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Flash bellek cihazları günümüzde SOP, TSOP, VSOP, BGA ve küçük BGA paketlerinde mevcuttur. Yüksek performanslı mikrodenetleyiciler, CPLD cihazları ve FPGA cihazları, pin sayıları 44'ten 800'e kadar değişen QFP, BGA ve mikro BGA'da paketlenebilir.
Çok yüksek pin sayısı ve küçük form faktörü nedeniyle, bu bileşenlerin çoğu yalnızca ince aralıklı paketlerde mevcuttur. İnce aralıklı bileşenler, yalnızca 0.508 mm (20 mil) aralıklı veya neredeyse hiç boşluk olmayan çok kırılgan uçlara sahiptir. Dolayısıyla insanlar bu zorluğun üstesinden gelmek için PIC cihazlarının kullanımına bakıyorlar. Yüksek yoğunluklu ve yüksek performanslı PIC cihazları pahalıdır, yüksek kaliteli programlama ekipmanı gerektirir ve bileşen israfını en aza indirmek için çok iyi proses kontrolü gerektirir.
İnce aralıklı bileşenlerin, elle programlanmış işlemler sırasında eş düzlemlilik ve diğer kurşun hasarı biçimlerinden kaynaklanan tehditlerle karşılaşacağı neredeyse kesindir. Pimler hasar görürse, lehim bağlantılarının güvenilirliği ile ilgili sorunlara neden olabilir ve bu da üretim sürecinde kusur oranını artıracaktır. Benzer şekilde, yüksek yoğunluklu bileşenlerin programlanması daha uzun sürecek ve bu da üretim verimliliğini azaltacaktır.
devre kartında programlama
Gelişmiş PIC cihazlarının kullanıcıları zor bir seçimle karşı karşıya: kalite sorunları riski ve bunları elle programlamak mı? Yoksa manuel dokunuşları ortadan kaldıran alternatif bir programlama yöntemi mi arıyorsunuz?
İkincisini başarabilmek için, üreticiler başlangıçta yerleşik programlamayı (kısaca OBP) kullanmaya başladılar. OBP, bir baskılı devre kartına (kısaca PCB) monte edildikten sonra PIC'yi programlamanın basit bir yöntemidir. Genelde devre kartı üzerinde testler veya fonksiyonel testler yapılır. Flash bellek, Elektronik Olarak Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur Bellek (kısaca EEprom), EEprom tabanlı CPLD aygıtları, EEprom tabanlı FPGA aygıtları ve dahili flash belleğe veya EEprom'a sahip mikro denetleyiciler, tümü OBP biçiminde Programlamayı kullanır.
Flash bellek ve mikrodenetleyicilerin kullanım gereksinimlerini karşılamak için OBP'yi uygulamanın en yaygın yolu, bir çivi yatağı fikstürü yardımıyla otomatik test ekipmanı (ATE) programlama kullanmaktır. Mantık cihazları için programlama oldukça karmaşıktır ve ATE pin-on-disk fikstürleri ile programlama için uygun değildir.
Testleri desteklemek için orijinal olarak IEEE spesifikasyonlarına dayalı olarak geliştirilen yeni bir OBP teknolojisi gelecek vaat ediyor. IEEE 1149.1 olarak adlandırılan bu belirtim, sınır taraması için bir dizi protokol belirtir ve birçok PIC programlama yönteminde kullanılmıştır.
Elektronik ürün üreticileri IEEE 1149.1 programlama yöntemini kullanmak isterlerse, çoğunlukla çeşitli yarı iletken üreticileri tarafından sağlanan fikri mülkiyet koruma araçlarına güvenirler. Ancak araçlarıyla programlama çok yavaştır. Ayrıca, fikri mülkiyeti koruma içgüdüleri nedeniyle, her araç tek bir kullanıcı tarafından kullanılan cihazlarla sınırlıdır. Bir panodaki bir PIC cihazı birden fazla kullanıcı tarafından kullanılıyorsa, bu büyük bir dezavantaj olacaktır.
Sonuç olarak, OBP yönteminin kullanılması, cihazı manuel olarak manipüle etme ve programlamayı teste dahil etme ve aynı zamanda yavaş üretim üretimi ihtiyacını ortadan kaldırır. Ancak, programlama için gereken süre de yavaş olabilir.
ATE arama programlama
ATE ekipmanının orijinal kullanımı, açık izler, kısa devreler, eksik bileşenler ve bileşenlerin yanlış hizalanması gibi üretim hatalarını bulmak için PCB gruplarının devre içi testiydi. Pin-to-disk fikstürü, PCB ile ATE test ekipmanının sinyal sürüş devresi arasında mekanik ve elektriksel bir arayüz oluşturan yay yüklü test uç noktalarına sahip bir dizi konfigürasyonudur.
PCB, pin-on-disk fikstürüne güvenli bir şekilde bağlandığında, ATE test ekipmanının sinyal sürüş devresi, pin-on-disk fikstürü ve PCB aracılığıyla hedef cihaz PIC'sine programlama sinyalleri gönderecektir. Mekanik kusurları test etmenin yanı sıra, ATE ekipmanı PIC cihazlarını programlamak için de kullanılabilir. Bileşenlerin programlanması ve silinmesi, daha sonra hedef cihazı programlamak için kullanılan kart test programına gömülüdür.
IEEE 1149.1 Sınır Tarama Programlama
PCB bileşenlerinin yoğunluğunu ve karmaşıklığını artırmak için, özellikle sınırlı alana sahip PCB bileşenleri için devre kartlarını ve bileşenlerini test etmek çok zordur. Bu sorunu etkin bir şekilde çözmek için bir sınır tarama test protokolü (IEEE 1149.1) ortaya çıktı.
IEEE 1149.1 test standardı, akıllı bir harici cihaz tarafından monte edilmiş devre kartları üzerindeki mantık veya flash bellek cihazlarının programlanmasını sağlar. Bu programlama cihazı, standart bir Test Erişim Portu (kısaca TAP) aracılığıyla devre kartı ile bir bağlantı arayüzü oluşturur. Bütün bunlar bir JTAG donanım kontrol ünitesi, bir JTAG yazılım sistemi, bir JTAG uyumlu PCB ve bir dört telli test erişim portu gerektirir.
Sınır tarama çalışması, özel bir devre kartı programlama ekipmanı kullanılarak veya Amerika Birleşik Devletleri'ndeki GenRad, Hewlett-Packard ve Teradyne ATE test cihazları gibi şirketler tarafından sağlanan bazı araçlar kullanılarak başka bir seçenek kullanılarak gerçekleştirilebilir, ATE IEEE 1149.1 sınır taramasında test edilebilir programlama cihaz üzerinde çalışır.
IEEE standardını benimsemenin en büyük avantajlarından biri, aynı PCB üzerinde farklı tedarikçilerden çok çeşitli bileşenleri programlayabilmesidir. Bu, genel programlama süresini azaltır ve üretim sürecini basitleştirir.
Otomasyon Programlama (AP) Ekipmanı
PIC teknolojisi ilerlemeye devam ediyor, bu nedenle yeni otomasyon programlama ekipmanı ve teknolojileri aynı hızı koruyor. Örneğin, Data I/O'nun ProMaster 970 otomatik hassas aralıklı programlama cihazı, PIC cihazlarını BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON ve CSP dahil olmak üzere gelişmiş paket stillerinde programlayabilir. Çift al ve yerleştir (PNP) terminalleri ve isteğe bağlı 8, 10 veya 12 soket, cihaz verimliliğini en üst düzeye çıkarır. Programlama cihazı ayrıca cihazın kalite kontrolünde de yer alabilir. Örneğin, entegre lazer görüş sistemi çok hassas cihaz yerleşimi sağladığından, aynı düzlemdelik sorunları ve pim hasarı neredeyse yoktur.
Programlama arayüzlerinin ve PNP cihaz konfigürasyonlarının çeşitliliği nedeniyle, otomatik küme programlama genellikle ATE programlamadan 5 ila 10 kat daha hızlı olabilir. Ayrıca, bu programlama araçları, kartı veya işlevi test etmek için değil, programlama için tasarlanmıştır, böylece çok iyi programlama kalitesi sağlayabilirler.
İnce aralıklı PIC cihazları çok pahalı olabilir, bu nedenle üretim sırasında hasar oranını azaltmak, üreticinin başa baş noktasını büyük ölçüde iyileştirecektir. Çoğu bileşene uygulanabilen otomatik programlama sistemi de oldukça esnektir ve gelişmiş paket cihaz formlarına uyarlanabilir. Yüksek üretkenliği, yüksek kaliteyi ve esnekliği bir araya getirme yeteneği, cihaz başına mevcut en düşük programlama fiyatının genellikle ATE programlama fiyatının yüzde 20'sinden daha az olmasına neden olur.
Bir programlama stratejisi seçin
Üretim liderleri genellikle farklı programlama yollarını düşünürler ve "Hangi programlama şekli benim için en iyisidir?" diye sorarlar. Tüm kullanım durumlarına uyan tek bir cevap yoktur. Tarttıkları içerik genellikle şunları içerecektir: üretim verimliliği için benimsenen çözüm, üretim hattı kullanımının zamanlaması, PCB fiyatı, süreç kontrol sorunları, kusur oranı seviyeleri, tedarikçilerin yönetimi, ana ekipmanın maliyeti ve envanter yönetimi. etkisi olacaktır.
Verimlilik üzerindeki etkisi
ATE programlama, programlama ihtiyaçlarını karşılayabilmek için ekstra zaman eklendiğinden üretkenliği azaltır. Örneğin, üretim sürecindeki kusurları kontrol etmek için test etmek 15 saniye sürüyorsa, bileşeni programlamak için ek 5 saniye gerekebilir. ATE, çok pahalı bir tek port programcısı gibi davranır. Ayrıca, programlaması daha uzun süren yüksek yoğunluklu flaş ve mantık cihazları için gereken toplam test süresi daha uzun olacaktır, bu da baş ağrısıdır. Bu nedenle, programlama süresi kartın toplam test süresine kıyasla çok küçük olduğunda, ATE programlama yöntemi en uygun maliyetli yöntemdir. Verimliliği artırmak ve uzun programlama sürelerini en aza indirmek için ATE programlama teknikleri, sınır taraması veya birçok patentli yöntemden biri gibi yerleşik tekniklerle birleştirilebilir.
Başka bir çözüm, kart test edilirken yalnızca hedef cihazın önyükleme kodunu programlamaktır. Cihazın programlanmasının geri kalanı, üretkenlik üzerinde herhangi bir etki olmadığında, tipik olarak cihaz işlevsel olarak test edildiğinde yapılır. Ancak, ATE'nin kapasitesi aşılmadığı sürece, işlevsel test yeteneği yeterlidir ve yüksek yoğunluklu cihazlar için en uygun maliyetli programlama yöntemi, otomatik bir programlama cihazıdır. Örnek olay: ProMaster 970 cihazı, saatte 600 8M flash bellek programlama ve lazerle işaretleme yeteneğine sahip 12 bağlantı noktasıyla yapılandırılmıştır. Buna karşılık, bir ATE veya işlevsel test cihazının bu programlama görevlerini tamamlaması 60 ila 120 saat sürer.
