Επισκόπηση της μηχανής τοποθέτησης
Για να κερδίσουν μια θέση στον σημερινό σκληρό ανταγωνισμό της αγοράς, οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών προϊόντων πρέπει να βρίσκουν συνεχώς έναν νέο τρόπο που μπορεί να μειώσει το κόστος του προϊόντος και τον χρόνο εισαγωγής του προϊόντος και ταυτόχρονα να βελτιώνει συνεχώς την ποιότητα των νέων προϊόντων. Επιπλέον, οι διαδικασίες και οι διαδικασίες κατασκευής πρέπει να βελτιωθούν και οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών πρέπει επίσης να πιέσουν τους κατασκευαστές συσκευών ημιαγωγών να ενσωματώσουν περισσότερες λειτουργίες σε μικροσκοπικά προγραμματιζόμενα ολοκληρωμένα κυκλώματα (PIC). Έτσι, για τη σχεδίαση και την κατασκευή ηλεκτρονικών προϊόντων υψηλής τεχνολογίας, αποδεικνύεται ξεκάθαρα μπροστά μας η ενασχόληση με ένα μονοπάτι μικρότερου μεγέθους, υψηλότερης λειτουργίας και χαμηλότερης τιμής. Σε αυτό το πλαίσιο, τα σημερινά προγραμματιζόμενα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν πολλές ακίδες, έχουν ισχυρές λειτουργίες και χρησιμοποιούν καινοτόμες φόρμες συναρμολόγησης. Ωστόσο, οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών που επιθυμούν να χρησιμοποιήσουν τις πιο πρόσφατες συσκευές PIC πρέπει να ξεπεράσουν ορισμένα από τα προβλήματα που παρουσιάζονται στη διαδικασία προγραμματισμού. Με απλά λόγια, για να μπορέσετε να προγραμματίσετε συσκευές PCI ομαλά, πρέπει να μάθετε μερικές νέες μεθόδους. Η Fuhaoyun παρέχει τεχνική υποστήριξη για μηχανές τοποθέτησης JUKI στην ηπειρωτική Κίνα.
επιχειρηματικό υπόβαθρο
Για συσκευές PIC, στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν γενικά πακέτα DIP, PLCC ή SOIC. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η ζήτηση για συμπαγή προϊόντα υψηλής απόδοσης, απαιτούνται πιο προηγμένες συσκευές PIC. Οι συσκευές μνήμης flash σήμερα είναι διαθέσιμες σε πακέτα SOP, TSOP, VSOP, BGA και μικροσκοπικά πακέτα BGA. Οι μικροελεγκτές υψηλής απόδοσης, οι συσκευές CPLD και οι συσκευές FPGA μπορούν να συσκευαστούν σε QFP, BGA και micro BGA, με αριθμούς ακίδων που κυμαίνονται από 44 έως περισσότερες από 800.
Λόγω του πολύ μεγάλου αριθμού ακίδων και του μικρού συντελεστή μορφής, τα περισσότερα από αυτά τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα μόνο σε πακέτα λεπτού τόνου. Τα εξαρτήματα λεπτού βήματος έχουν πολύ εύθραυστα καλώδια, με βήμα μόνο 0,508 mm (20 mils) ή σχεδόν καθόλου διάκενο. Έτσι, οι άνθρωποι εξετάζουν τη χρήση συσκευών PIC για να ανταποκριθούν σε αυτήν την πρόκληση. Οι συσκευές PIC με υψηλή πυκνότητα και υψηλή απόδοση είναι ακριβές, απαιτούν εξοπλισμό προγραμματισμού υψηλής ποιότητας και απαιτούν πολύ καλό έλεγχο της διαδικασίας για την ελαχιστοποίηση της σπατάλης εξαρτημάτων.
Τα εξαρτήματα λεπτού βήματος είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα αντιμετωπίσουν απειλές από συνεπίπεδο και άλλες μορφές ζημιάς στο μόλυβδο κατά τη διάρκεια εργασιών προγραμματισμένων με το χέρι. Εάν οι ακίδες είναι κατεστραμμένες, μπορεί να προκληθούν προβλήματα με την αξιοπιστία των αρμών συγκόλλησης, γεγονός που θα αυξήσει το ποσοστό ελαττωμάτων στη διαδικασία κατασκευής. Ομοίως, τα εξαρτήματα υψηλής πυκνότητας θα χρειαστούν πραγματικά περισσότερο χρόνο για να προγραμματιστούν, γεγονός που μειώνει την αποδοτικότητα της παραγωγής.
προγραμματισμός σε πλακέτα κυκλώματος
Οι χρήστες προηγμένων συσκευών PIC αντιμετωπίζουν μια δύσκολη επιλογή: να διακινδυνεύσουν προβλήματα ποιότητας και να τα προγραμματίσουν με το χέρι; Ή ψάχνετε για μια εναλλακτική μέθοδο προγραμματισμού που εξαλείφει τις χειροκίνητες πινελιές;
Για να μπορέσουν να επιτύχουν το τελευταίο, οι κατασκευαστές άρχισαν αρχικά να χρησιμοποιούν ενσωματωμένο προγραμματισμό (OBP για συντομία). Το OBP είναι μια απλή μέθοδος προγραμματισμού του PIC αφού τοποθετηθεί σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB για συντομία). Γενικά, πραγματοποιούνται δοκιμές ή λειτουργικές δοκιμές στην πλακέτα κυκλώματος. Μνήμη flash, ηλεκτρονικά διαγραφόμενη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (EEprom για συντομία), συσκευές CPLD που βασίζονται σε EEprom, συσκευές FPGA που βασίζονται σε EEprom και μικροελεγκτές με ενσωματωμένη μνήμη flash ή EEprom, τα οποία χρησιμοποιούν Προγραμματισμό σε μορφή OBP.
Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις χρήσης της μνήμης flash και των μικροελεγκτών, ο πιο συνηθισμένος τρόπος για την εφαρμογή του OBP είναι η χρήση προγραμματισμού αυτόματου εξοπλισμού δοκιμών (ATE) με τη βοήθεια ενός προσαρτήματος κρεβάτι-of-nail. Ο προγραμματισμός είναι αρκετά περίπλοκος για λογικές συσκευές και δεν είναι κατάλληλος για προγραμματισμό με συσκευές ATE pin-on-disk.
Μια νέα τεχνολογία OBP που αναπτύχθηκε αρχικά με βάση τις προδιαγραφές IEEE για την υποστήριξη δοκιμών δείχνει ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον. Αυτή η προδιαγραφή, που ονομάζεται IEEE 1149.1, καθορίζει μια σειρά πρωτοκόλλων για σάρωση ορίων και έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλές μεθόδους προγραμματισμού PIC.
Εάν οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών προϊόντων θέλουν να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο προγραμματισμού IEEE 1149.1, βασίζονται σε εργαλεία προστασίας της πνευματικής ιδιοκτησίας που παρέχονται κυρίως από διάφορους κατασκευαστές ημιαγωγών. Αλλά ο προγραμματισμός με το εργαλείο τους είναι πολύ αργός. Επίσης, λόγω του ενστίκτου τους να προστατεύουν την πνευματική ιδιοκτησία, κάθε εργαλείο περιορίζεται σε συσκευές που χρησιμοποιούνται από έναν μόνο χρήστη. Αυτό θα ήταν ένα μεγάλο μειονέκτημα εάν μια συσκευή PIC σε μια πλακέτα χρησιμοποιήθηκε από πολλούς χρήστες.
Συνολικά, η χρήση της μεθόδου OBP εξαλείφει την ανάγκη χειροκίνητου χειρισμού της συσκευής και ενσωμάτωσης προγραμματισμού στις δοκιμές, καθώς και αργής παραγωγής. Ωστόσο, ο χρόνος που απαιτείται για τον προγραμματισμό μπορεί επίσης να είναι αργός.
Προγραμματισμός κλήσης ATE
Η αρχική χρήση του εξοπλισμού ATE ήταν για δοκιμές εντός κυκλώματος συγκροτημάτων PCB για την εύρεση κατασκευαστικών ελαττωμάτων όπως ανοιχτά ίχνη, σορτς, εξαρτήματα που λείπουν και κακή ευθυγράμμιση των εξαρτημάτων. Ένα εξάρτημα pin-to-disk είναι μια διαμόρφωση συστοιχίας με τερματικά σημεία δοκιμής φορτωμένα με ελατήριο που δημιουργεί μια μηχανική και ηλεκτρική διασύνδεση μεταξύ του PCB και του κυκλώματος οδήγησης σήματος του εξοπλισμού δοκιμής ATE.
Μόλις το PCB συνδεθεί με ασφάλεια στο εξάρτημα pin-on-disk, το κύκλωμα οδήγησης σήματος του εξοπλισμού δοκιμής ATE θα στείλει σήματα προγραμματισμού στο PIC της συσκευής-στόχου μέσω του προσαρτήματος pin-on-disk και του PCB. Εκτός από τις δοκιμές για μηχανικά ελαττώματα, ο εξοπλισμός ATE μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον προγραμματισμό συσκευών PIC. Ο προγραμματισμός και η διαγραφή εξαρτημάτων ενσωματώνονται στο πρόγραμμα δοκιμής πλακέτας, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό της συσκευής-στόχου.
Προγραμματισμός σάρωσης ορίων IEEE 1149.1
Προκειμένου να αυξηθεί η πυκνότητα και η πολυπλοκότητα των εξαρτημάτων PCB, είναι πολύ δύσκολο να δοκιμαστούν οι πλακέτες κυκλωμάτων και τα εξαρτήματα, ειδικά για εξαρτήματα PCB με περιορισμένο χώρο. Προκειμένου να λυθεί αποτελεσματικά αυτό το πρόβλημα, δημιουργήθηκε ένα πρωτόκολλο δοκιμής σάρωσης ορίων (IEEE 1149.1).
Το πρότυπο δοκιμής IEEE 1149.1 επιτρέπει τον προγραμματισμό συσκευών λογικής ή μνήμης flash σε συναρμολογημένες πλακέτες κυκλωμάτων από μια έξυπνη εξωτερική συσκευή. Αυτή η συσκευή προγραμματισμού σχηματίζει μια διεπαφή σύνδεσης με την πλακέτα κυκλώματος μέσω μιας τυπικής θύρας δοκιμαστικής πρόσβασης (TAP για συντομία). Όλα αυτά απαιτούν μια μονάδα ελέγχου υλικού JTAG, ένα σύστημα λογισμικού JTAG, ένα PCB συμβατό με JTAG και μια θύρα δοκιμαστικής πρόσβασης τεσσάρων καλωδίων.
Η εργασία σάρωσης ορίων μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας έναν εξειδικευμένο εξοπλισμό προγραμματισμού πλακέτας κυκλώματος ή άλλη επιλογή, χρησιμοποιώντας ορισμένα εργαλεία που παρέχονται από εταιρείες όπως οι δοκιμαστές GenRad, Hewlett-Packard και Teradyne ATE στις Ηνωμένες Πολιτείες, μπορεί να δοκιμαστεί στη σάρωση ορίων ATE IEEE 1149.1 ο προγραμματισμός λειτουργεί στη συσκευή.
Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα της υιοθέτησης του προτύπου IEEE είναι ότι μπορεί να προγραμματίσει μια μεγάλη ποικιλία εξαρτημάτων από διαφορετικούς προμηθευτές στο ίδιο PCB. Αυτό μειώνει τον συνολικό χρόνο προγραμματισμού και απλοποιεί τη διαδικασία κατασκευής.
Εξοπλισμός Προγραμματισμού Αυτοματισμού (AP).
Η τεχνολογία PIC συνεχίζει να προοδεύει, επομένως ο νέος εξοπλισμός και οι τεχνολογίες προγραμματισμού αυτοματισμού διατηρούν τον ίδιο ρυθμό. Για παράδειγμα, η αυτόματη συσκευή προγραμματισμού λεπτού τόνου ProMaster 970 του Data I/O μπορεί να προγραμματίσει συσκευές PIC σε προηγμένα στυλ πακέτων, όπως BGA, Micro BGA, SOP, VSOP, TSOP, PLCC, SON και CSP. Οι διπλοί ακροδέκτες pick-and-place (PNP) και οι προαιρετικές 8, 10 ή 12 υποδοχές μεγιστοποιούν την απόδοση της συσκευής. Η συσκευή προγραμματισμού μπορεί επίσης να εμπλέκεται περαιτέρω στον ποιοτικό έλεγχο της συσκευής. Για παράδειγμα, τα ζητήματα συνεπίπεδης και η ζημιά των πείρων είναι ουσιαστικά ανύπαρκτα, καθώς το ενσωματωμένο σύστημα όρασης λέιζερ εξασφαλίζει πολύ ακριβή τοποθέτηση της συσκευής.
Λόγω της ποικιλίας των διεπαφών προγραμματισμού και των διαμορφώσεων συσκευών PNP, ο αυτόματος προγραμματισμός συμπλέγματος μπορεί γενικά να είναι 5 έως 10 φορές ταχύτερος από τον προγραμματισμό ATE. Επίσης, αυτά τα εργαλεία προγραμματισμού έχουν σχεδιαστεί για προγραμματισμό, όχι για δοκιμή της πλακέτας ή της λειτουργίας, ώστε να παρέχουν πολύ καλή ποιότητα προγραμματισμού.
Οι συσκευές PIC με λεπτό βήμα μπορεί να είναι πολύ ακριβές, επομένως η μείωση του ποσοστού ζημιάς κατά την κατασκευή θα βελτίωνε σημαντικά το νεκρό σημείο του κατασκευαστή. Το σύστημα αυτόματου προγραμματισμού που μπορεί να εφαρμοστεί στα περισσότερα εξαρτήματα είναι επίσης πολύ ευέλικτο και μπορεί να προσαρμοστεί σε προηγμένες φόρμες συσκευών συσκευασίας. Η δυνατότητα συνδυασμού υψηλής παραγωγικότητας, υψηλής ποιότητας και ευελιξίας έχει ως αποτέλεσμα η χαμηλότερη διαθέσιμη τιμή προγραμματισμού ανά συσκευή να είναι συχνά μικρότερη από το 20 τοις εκατό της τιμής προγραμματισμού ATE.
Επιλέξτε μια στρατηγική προγραμματισμού
Οι ηγέτες παραγωγής συχνά εξετάζουν διαφορετικούς τρόπους προγραμματισμού και ρωτούν: "Ποιος τρόπος προγραμματισμού είναι καλύτερος για μένα;" Δεν υπάρχει μία απάντηση που να ταιριάζει σε όλες τις περιπτώσεις χρήσης. Το περιεχόμενο που σταθμίζουν θα περιλαμβάνει γενικά: τη λύση που υιοθετείται για την αποδοτικότητα της παραγωγής, τον προγραμματισμό της χρήσης της γραμμής παραγωγής, την τιμή του PCB, ζητήματα ελέγχου διαδικασίας, επίπεδα ποσοστού ελαττωμάτων, διαχείριση προμηθευτών, κόστος κύριου εξοπλισμού και διαχείριση αποθεμάτων. θα έχει αντίκτυπο.
Επίπτωση στην παραγωγικότητα
Ο προγραμματισμός ATE μειώνει την παραγωγικότητα επειδή προστίθεται επιπλέον χρόνος για να μπορέσει να καλύψει τις προγραμματιστικές ανάγκες. Για παράδειγμα, εάν απαιτούνται 15 δευτερόλεπτα για τη δοκιμή για τον έλεγχο ελαττωμάτων στη διαδικασία κατασκευής, ενδέχεται να χρειαστούν επιπλέον 5 δευτερόλεπτα για να προγραμματιστεί το εξάρτημα. Η ATE λειτουργεί σαν ένας πολύ ακριβός προγραμματιστής μιας θύρας. Επίσης, για συσκευές φλας και λογικής υψηλής πυκνότητας που χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να προγραμματιστούν, ο συνολικός χρόνος δοκιμής που απαιτείται θα είναι μεγαλύτερος, κάτι που είναι πονοκέφαλος. Επομένως, όταν ο χρόνος προγραμματισμού είναι πολύ μικρός σε σύγκριση με τον συνολικό χρόνο δοκιμής της πλακέτας, η μέθοδος προγραμματισμού ATE είναι η πιο οικονομική μέθοδος. Για να αυξηθεί η παραγωγικότητα και να ελαχιστοποιηθούν οι μεγάλοι χρόνοι προγραμματισμού, οι τεχνικές προγραμματισμού ATE μπορούν να συνδυαστούν με ενσωματωμένες τεχνικές όπως η σάρωση ορίων ή μια από τις πολλές κατοχυρωμένες με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μεθόδους.
Μια άλλη λύση είναι να προγραμματίσετε μόνο τον κωδικό εκκίνησης της συσκευής προορισμού όταν η πλακέτα δοκιμάζεται. Ο υπόλοιπος προγραμματισμός της συσκευής γίνεται όταν δεν υπάρχει αντίκτυπος στην παραγωγικότητα, συνήθως όταν η συσκευή ελέγχεται λειτουργικά. Ωστόσο, εκτός εάν ξεπεραστεί η ικανότητα του ATE, η δυνατότητα λειτουργικής δοκιμής είναι επαρκής και η πιο οικονομική μέθοδος προγραμματισμού για συσκευές υψηλής πυκνότητας είναι μια αυτοματοποιημένη συσκευή προγραμματισμού. Ενδεικτική περίπτωση: Η συσκευή ProMaster 970 έχει διαμορφωθεί με 12 θύρες, με δυνατότητα προγραμματισμού και επισήμανσης λέιζερ 600 8M μνήμες flash ανά ώρα. Αντίθετα, ένας ATE, ή ένας λειτουργικός ελεγκτής, θα χρειαζόταν 60 έως 120 ώρες για να ολοκληρώσει αυτές τις εργασίες προγραμματισμού.
