หนึ่ง บทนำ

ด้วยการเกิดขึ้นของผลิตภัณฑ์วงจรรวมขนาดใหญ่ การติดตั้งและการทดสอบของ PCB มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ การทดสอบทั่วไปของแผงวงจรพิมพ์เป็นเทคโนโลยีการทดสอบแบบดั้งเดิมของอุตสาหกรรม PCB

เทคโนโลยีการทดสอบไฟฟ้าสากลที่เก่าแก่ที่สุดสามารถสืบย้อนไปถึงช่วงปลายทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 เนื่องจากส่วนประกอบในขณะนั้นทั้งหมดที่ใช้แพ็คเกจมาตรฐาน (Pitch 100mil) และ PCB มีระดับความหนาแน่น THT (เทคโนโลยีการเจาะทะลุ) เท่านั้น ผู้ผลิตเครื่องทดสอบในยุโรปและอเมริกาจึงออกแบบเครื่องทดสอบกริดมาตรฐาน ตราบใดที่ส่วนประกอบและสายไฟบน PCB ถูกจัดเรียงตามระยะห่างมาตรฐาน จุดทดสอบแต่ละจุดจะตกลงบนจุดกริดมาตรฐาน เนื่องจาก PCBS ทั้งหมดสามารถใช้ได้ในเวลานั้น จึงเรียกว่าเครื่องทดสอบอเนกประสงค์

ต้องขอบคุณการพัฒนาของส่วนประกอบเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เริ่มมีบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กลงและการห่อหุ้ม SMT (SMT) ทำให้ความหนาแน่นมาตรฐานการทดสอบสากลเริ่มใช้ไม่ได้อีกต่อไป จากนั้นในช่วงกลางปี ​​​​XNUMX เราและผู้ผลิตในยุโรปก็เปิดตัว เครื่องทดสอบความหนาแน่น รวมกับการใช้เครื่องเชื่อมตารางการผลิตทางลาดเหล็กและฟิกซ์เจอร์เพื่อแปลงจุดทดสอบ PCB ด้วยกระบวนการผลิต HDI ที่ค่อยเป็นค่อยไป การทดสอบสากลที่มีความหนาแน่นสองเท่าไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการทดสอบได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นประมาณปี 2000 ผู้ผลิตเครื่องทดสอบในยุโรปจึงเปิดตัวเครื่องทดสอบอเนกประสงค์แบบตารางความหนาแน่นสี่เท่า

Second, the key technology of general testing

1. Switching element

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการทดสอบของ HDI PCBS ส่วนใหญ่ พื้นที่ทดสอบต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ โดยปกติจะมีขนาดมาตรฐานดังต่อไปนี้: 9.6 × 12.8 (นิ้ว), 16 × 12.8 (นิ้ว), 24 × 19.2 (นิ้ว) ในกรณีของ Full Grid ที่มีความหนาแน่นสองเท่า จุดทดสอบของสามขนาดข้างต้นตามลำดับ 49512, 81920, 184320 จำนวนของอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบสูงถึงหลายแสน องค์ประกอบสวิตชิ่งเป็นส่วนประกอบหลักเพื่อให้แน่ใจว่าการทดสอบมีความเสถียร และจำเป็นต้องมีความต้านทานแรงดันสูง (& GT; 300V) การรั่วไหลต่ำและคุณสมบัติอื่น ๆ และคุณสมบัติทางไฟฟ้าเช่นค่าความต้านทานควรมีความสมดุลและสม่ำเสมอดังนั้นส่วนประกอบประเภทนี้จะต้องผ่านการคัดกรองและตรวจจับที่เข้มงวดซึ่งมักจะมีทรานซิสเตอร์หรือหลอดเอฟเฟกต์สนามเป็นส่วนประกอบสวิตชิ่ง

Advantages and disadvantages of crystal triode:

ข้อดี: ต้นทุนต่ำ ความสามารถในการทำลายป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่แข็งแกร่ง ความมั่นคงสูง

Disadvantages: current drive, complex circuit, need to isolate base current (Ib) influence, high power consumption

ข้อดีและข้อเสียของ FETS:

ข้อดี: ขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟ, วงจรธรรมดา, ไม่ได้รับผลกระทบจากกระแสเบส (Ib), กินไฟน้อย

ข้อเสีย: ค่าใช้จ่ายสูง ไฟฟ้าสถิตสลายได้ง่าย ต้องเพิ่มมาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิต ความเสถียรไม่สูง ดังนั้นจะเพิ่มค่าบำรุงรักษา

2. Independence of grid points

ฟูลกริด

แต่ละตารางมีวงจรสวิตชิ่งแบบอิสระ กล่าวคือ แต่ละจุดใช้กลุ่มขององค์ประกอบและเส้นการสลับ พื้นที่ทดสอบทั้งหมดอาจมีความหนาแน่นมากกว่าเข็มถึงสี่เท่า

แบ่งปันกริด

เนื่องจากองค์ประกอบสวิตชิ่งจำนวนมากในกริดแบบเต็มและความซับซ้อนของวงจรจึงเป็นเรื่องยากที่จะรับรู้ ดังนั้นผู้ผลิตการทดสอบบางรายจึงใช้เทคโนโลยีการแชร์กริดเพื่อสร้างจุดต่างๆ ในพื้นที่ต่างๆ แชร์กลุ่มองค์ประกอบและวงจรสวิตชิ่ง เพื่อลดความยุ่งยากในการเดินสายและจำนวนองค์ประกอบการสวิตชิ่งที่เรียกว่า Share Grid ข้อบกพร่องที่สำคัญอย่างหนึ่งของกริดที่ใช้ร่วมกันคือ ถ้าจุดในพื้นที่ถูกครอบครองอย่างสมบูรณ์ จุดในพื้นที่ที่ใช้ร่วมกันจะไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป ซึ่งจะช่วยลดความหนาแน่นของพื้นที่ให้มีความหนาแน่นเพียงจุดเดียว ดังนั้นจึงยังคงมีปัญหาคอขวดของความหนาแน่นในการทดสอบ HDI ในพื้นที่ขนาดใหญ่

3. องค์ประกอบโครงสร้าง

การก่อสร้างแบบแยกส่วน

สวิตช์อาร์เรย์ ชิ้นส่วนขับเคลื่อน และส่วนประกอบควบคุมทั้งหมดถูกรวมไว้ในชุดของโมดูลสวิตช์การ์ด พื้นที่ทดสอบสามารถรวมเข้าด้วยกันได้อย่างอิสระโดยโมดูล และสามารถใช้แทนกันได้ อัตราความล้มเหลวต่ำ การบำรุงรักษาและการอัพเกรดที่ง่าย แต่มีต้นทุนสูง

โครงสร้างบาดแผล

ตาข่ายประกอบด้วยเข็มสปริงที่คดเคี้ยวและการ์ดสวิตช์แยกซึ่งมีปริมาณมากและไม่มีพื้นที่สำหรับการอัพเกรด และยากต่อการบำรุงรักษาในกรณีที่เกิดความล้มเหลว

4. โครงสร้างของโคม

ฟิกซ์เจอร์โครงสร้างเข็มยาว

โดยทั่วไปหมายถึงเข็มเหล็กคือ 3.75″ (95.25 มม.) ของโครงสร้างฟิกซ์เจอร์ ข้อดีของความลาดชันของเข็มขนาดใหญ่ พื้นที่หน่วยสามารถกระจัดกระจายจุดเข็มมากกว่าโครงสร้างเข็มสั้นมากกว่า 20% ~ 30% แต่ความแข็งแรงของโครงสร้างไม่ดี การผลิตฟิกซ์เจอร์ควรใส่ใจในการเสริมความแข็งแกร่ง

ฟิกซ์เจอร์โครงสร้างเข็มสั้น

โดยทั่วไปหมายถึงเข็มเหล็กคือโครงสร้างฟิกซ์เจอร์ 2.0″ (50.8 มม.) ข้อดีของความแข็งแรงของโครงสร้างนั้นดี แต่ความลาดเอียงของเข็มมีขนาดเล็ก

5. ซอฟต์แวร์เสริม (CAM)

การสนับสนุน CAM ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการทดสอบสากลที่มีความหนาแน่นสูงและประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก:

การวิเคราะห์เครือข่ายและการสร้างจุดทดสอบ

การผลิตผู้ช่วยติดตั้ง

เป็นผลมาจากกระบวนการผลิตฟิกซ์เจอร์ของพารามิเตอร์ต่างๆ (เช่น โครงสร้างชั้นฟิกซ์เจอร์ รูรับแสงของรู ระยะห่างของรูนิรภัย โครงสร้างเสา ฯลฯ) ได้รับผลกระทบอย่างมากจากการทดสอบฟิกซ์เจอร์ ส่วนนี้ต้องได้รับมอบหมายจากการฝึกอบรมวิศวกรผู้ชำนาญการของผู้ผลิต และ สรุปประสบการณ์อย่างต่อเนื่องเพื่อที่จะทำการแข่งขันที่ดีขึ้น

การเปรียบเทียบสามความหนาแน่นสองเท่าและสี่ความหนาแน่น

ขั้นแรก เราสามารถเสร็จสิ้นการทดสอบความหนาแน่นสองเท่าของบอร์ดสี่ความหนาแน่นไม่ได้ สปริงบนเตียงเนื่องจากความหนาแน่นของตาข่ายเข็มและความหนาแน่นของจุดทดสอบบนฟิกซ์เจอร์ทดสอบ PCB สำหรับเหล็กชนิดต่างๆ จะต้องมีความลาดเอียงแน่นอน เปิดตารางที่คุณทำได้ อยู่นอกกริด เหล็กฉาก ถูกจำกัดโดยโครงสร้าง ไม่สามารถเป็นอนันต์มากขึ้น โดยทั่วไป เข็มเหล็กความหนาแน่นสองเท่า

ความชัน (ระยะออฟเซ็ตแนวนอนของเข็มเหล็กในฟิกซ์เจอร์) สูงถึง 700mil และความหนาแน่นสี่เท่าคือ 400mil จากนั้นจึงเกิดปรากฏการณ์ไม่สามารถปลูกเข็มได้ คำนวณได้จำนวนเข็มดังกล่าว

นอกจากนี้ เห็นได้ชัดว่าสามารถปรับปรุงการทดสอบในผลการทดสอบอัตราเท็จและรอยพับ ความหนาแน่นตาข่ายสี่มิติต่อตารางนิ้ว 400 จุด ความหนาแน่นสองเท่าที่ 200 จุด จุดเดียวกันในฟิกซ์เจอร์ที่ด้านล่างและพื้นที่เข็มสามารถลดครึ่ง ดังนั้นการใช้ความหนาแน่นสี่ชนิดสามารถลดมุมเหล็ก, ฟิกซ์เจอร์ภายใต้เงื่อนไขของความสูงเดียวกัน, แผ่นทดสอบความหนาแน่นของความชันและเข็มเดียวกันสี่ความหนาแน่นนั้นเป็นครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นสองเท่า เข็มเหล็กมุมสามารถมีผลอย่างมากต่อการทดสอบ ความชันคือระยะทางแนวตั้งลดลง แรงดันพินสปริงจะลดลง และฟิกซ์เจอร์ในแต่ละชั้นของ เหล็กในแนวดิ่งของความต้านทานเพิ่มขึ้น นำไปสู่เหล็กเสียก่อนสัมผัสกับพันธมิตรฯ นอกจากนี้ ในกระบวนการขึ้นและลง ปลายเข็มเหล็กเอียงที่สัมผัสกับ THE PCB จะมีสไลด์สัมพัทธ์บนพื้นผิวของ PAD หากความแข็งแรงของฟิกซ์เจอร์ไม่ดีและเสียรูป เข็มเหล็กจะติดอยู่ในฟิกซ์เจอร์ ในขณะนี้ แรงกดของเข็มเหล็กบน PAD จะมากกว่าแรงยืดหยุ่นของเข็มสปริงเบดเบด ซึ่งจะทำให้เกิดการเยื้องในกรณีที่ร้ายแรง ความลาดเอียงของเข็มเหล็กสี่ความหนาแน่นมีขนาดเล็กกว่าความหนาแน่นสองเท่า มีพื้นที่มากขึ้นในการติดตั้งเสาค้ำบนฟิกซ์เจอร์ เพื่อให้โครงสร้างฟิกซ์เจอร์มีเสถียรภาพมากขึ้น ข้อดีอีกประการของความชันที่เล็กกว่าคือลดขนาดของรู ซึ่งช่วยลดโอกาสที่รูจะแตก

สำหรับ BGA ที่มีระยะห่าง PAD ที่ 20mil กระจายอย่างสม่ำเสมอ ความลาดเอียงสูงสุดของการกระเจิงของเข็มคือ 600mil สำหรับการทดสอบความหนาแน่นสองเท่าและ 400mil สำหรับการทดสอบความหนาแน่นสี่ครั้ง จำนวนคะแนนที่สามารถจัดเรียงได้โดยการทดสอบความหนาแน่นสองเท่าคือ 441 ประมาณ 0.17 นิ้ว2 และ 896 ประมาณ 0.35 นิ้ว2 ตามลำดับ โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นความหนาแน่นสองเท่าจากจุดหนึ่ง