Giới thiệu
Khi các bộ phận có kích thước 01005 trở nên phổ biến và bước BGA đạt tới 0,3 mm, lĩnh vực sản xuất PCBA đang trải qua một cuộc cách mạng về chiều im lặng. Điều này đặt ra cho các kỹ sư thử nghiệm một thách thức cấp bách: giường thử nghiệm truyền thống, thẻ thăm dò và thậm chí cả thiết bị thăm dò bay đang đạt đến giới hạn vật lý. Việc thử nghiệm PCBA thu nhỏ đang phát triển từ một quy trình tiêu chuẩn thành một nút thắt công nghệ quan trọng quyết định khả năng tồn tại của sản phẩm.
I. Thử thách cuối cùng của sự tiếp xúc thân thể
Trở ngại thử nghiệm trực tiếp nhất đối với PCBA thu nhỏ là độ tiếp xúc vật lý không đáng tin cậy. Đầu dò-được tải bằng lò xo, xương sống của thử nghiệm CNTT truyền thống, thường có đường kính tối thiểu khoảng 0,2mm. Đối mặt với các BGA micro-pitch 0,4mm hoặc các miếng đệm ngoại vi gói QFN dày đặc, việc sắp xếp một dãy đầu dò khả thi gần như không thể thực hiện được. Ngay cả khi-bệ kim có mật độ cao được thiết kế bằng cách nào đó, dung sai căn chỉnh chính xác giữa đầu dò và miếng đệm cực nhỏ đòi hỏi độ chính xác cực cao. Sự mài mòn của thiết bị thử nghiệm hoặc biến dạng nhẹ của PCB có thể gây ra tiếp xúc kém, dẫn đến nhiều kết quả đọc sai.
Một vấn đề nguy hiểm hơn là áp lực tiếp xúc và hư hỏng. Để đảm bảo kết nối điện đáng tin cậy, đầu dò phải tác dụng một lượng áp suất nhất định. Trên các miếng đệm vi-, áp suất này có thể gây ra vết nứt ở mối hàn hoặc nâng miếng đệm. Thiệt hại do căng thẳng như vậy có thể không xảy ra ngay sau khi thử nghiệm mà tạo ra những mối nguy tiềm ẩn trong suốt vòng đời của sản phẩm. Chúng tôi từng gặp một loạt bo mạch chủ đồng hồ thông minh có tỷ lệ vượt qua CNTT tốt nhưng tỷ lệ sửa chữa sau{5}}thị trường lại cao bất thường. Việc mổ xẻ cho thấy các vết nứt nhỏ-ở một số viên bi hàn BGA tại các điểm tiếp xúc của đầu dò. Bản thân quá trình thử nghiệm đã trở thành kẻ hủy diệt độ tin cậy.
II. Xung đột giữa tính toàn vẹn tín hiệu và phạm vi kiểm tra
Một thách thức cốt lõi khác trong thử nghiệm điện là duy trì độ trung thực trong việc kích thích và thu tín hiệu. Khi tần số hoạt động của PCBA tăng lên đến phạm vi GHz, điện dung và điện cảm ký sinh do các giao diện thử nghiệm gây ra không còn là những "vấn đề nhỏ" không đáng kể nữa. Hiệu ứng ký sinh từ đầu dò dài-mm có thể làm sai lệch tính toàn vẹn của tín hiệu RF hoặc kỹ thuật số-tốc độ cao, khiến kết quả kiểm tra không thể phản ánh hiệu suất thực sự của PCBA.
Kiểm tra chức năng phải đối mặt với những thách thức tương tự. PCBA thu nhỏ thường tích hợp nhiều chức năng hơn vào một SoC (Hệ thống{1}}trên{2}}chip duy nhất, giúp giảm đáng kể các điểm kiểm tra có thể quan sát được từ bên ngoài. Phạm vi áp dụng của-các phương pháp thử nghiệm hộp đen-truyền thống quan sát đầu vào và đầu ra để suy ra trạng thái bên trong-đã giảm đáng kể. Các kỹ sư kiểm tra ngày càng dựa vào các chức năng quét ranh giới (JTAG) hoặc chức năng-tự kiểm tra-tích hợp (BIST) do nhà sản xuất chip cung cấp. Tuy nhiên, cách tiếp cận này ràng buộc chặt chẽ độ sâu thử nghiệm với tính cởi mở của các nhà thiết kế chip, làm giảm tính tự chủ của các nhà sản xuất PCBA trong chiến lược thử nghiệm.
III. Khám phá các con đường công nghệ mới nổi
Ngành công nghiệp này đang theo đuổi những đột phá trên nhiều con đường. Triển vọng của công nghệ xét nghiệm không tiếp xúc{1}}ngày càng trở nên rõ ràng. Kiểm tra quang học có độ chính xác cao (AOI và AXI) dựa trên thị giác máy giờ đây có thể thay thế một phần thử nghiệm điện để sàng lọc các lỗi sản xuất. Nghiên cứu-tiên tiến hơn tập trung vào công nghệ hình ảnh sóng milimet-hoặc terahertz, nhằm phát hiện kết nối dây bên trong và-các đặc điểm bức xạ điện từ trường gần mà không cần tiếp xúc, tạo thành "dấu vân tay điện từ" để so sánh.
Một cách tiếp cận khác liên quan đến việc chuyển trực tiếp khả năng kiểm tra lên chip. Cảm biến giám sát tích hợp trong chip silicon có thể giám sát tính toàn vẹn của nguồn điện, đặc tính nhiệt và chất lượng tín hiệu trong thời gian thực, báo cáo dữ liệu qua giao diện kỹ thuật số. Điều này đòi hỏi phải lập kế hoạch hợp tác giữa kiến trúc chip và các giai đoạn thiết kế PCBA, nâng Thiết kế cho khả năng kiểm tra (DFT) lên cấp độ hệ thống.
Các nền tảng thử nghiệm linh hoạt, mô-đun cũng cung cấp các giải pháp cho xu hướng đa dạng hóa sản phẩm và quy mô lô nhỏ. Cánh tay robot có độ chính xác-cao được trang bị đầu dò-vi mô hoặc cảm biến không-tiếp xúc thích ứng với các loại bảng khác nhau thông qua định vị trực quan, định cấu hình lại nhanh chóng các chương trình thử nghiệm. Cách tiếp cận này giúp giảm mức đầu tư đáng kể vào thiết bị thử nghiệm dành cho các sản phẩm thu nhỏ, khiến phương pháp này đặc biệt phù hợp với các giai đoạn lặp lại R&D và các dự án sản xuất PCBA khối lượng thấp-đến{6}}trung bình.
IV. Tác động sâu sắc đến quy trình sản xuất PCBA
Những thay đổi trong thử nghiệm đang buộc toàn bộ quy trình sản xuất PCBA phải thích ứng. Trong quá trình thiết kế, các kỹ sư phải cộng tác sớm hơn với các nhóm kiểm thử để dành không gian vật lý cần thiết hoặc các kênh truy cập ảo đáp ứng các yêu cầu về khả năng kiểm thử. Ngay cả thử nghiệm 0,5mm cũng có thể trở nên quan trọng để cải thiện năng suất trong quá trình sản xuất hàng loạt.
Trong quá trình sản xuất, thử nghiệm không còn là một quy trình-phụ trợ biệt lập nữa. Dữ liệu từSPI (Kiểm tra dán hàn)VàAOIphải trải qua phân tích tương quan dữ liệu lớn với kết quả kiểm tra cuối cùng. Điều này chuyển một phần chức năng "phán đoán" của thử nghiệm sang quy trình sản xuất, cho phép đánh chặn mang tính dự đoán. Ví dụ, bằng cách phân tích các xu hướng sai lệch nhỏ về khối lượng chất hàn dán tại các vị trí linh kiện cụ thể, xác suất xảy ra lỗi mạch hở có thể được dự báo và sửa chữa trước khi hàn nóng chảy lại.
Phần kết luận
Sự phát triển của thiết bị kiểm tra PCBA thu nhỏ về cơ bản liên quan đến việc tìm ra điểm cân bằng mới trong “tam giác bất khả thi” về độ chính xác, tốc độ và chi phí. Nó không chỉ thúc đẩy việc nâng cấp các công cụ kiểm tra mà còn thúc đẩy sự thay đổi mô hình trong triết lý đảm bảo chất lượng: chuyển từ việc dựa vào-kiểm tra-cuối dây chuyền sang sàng lọc lỗi sang tận dụng dữ liệu quy trình và thuật toán thông minh để ngăn ngừa lỗi. Đối với các nhà sản xuất PCBA, trong cuộc đua hướng tới thu nhỏ này, khả năng kiểm tra không còn chỉ là người gác cổng về chất lượng-mà họ đang trở thành động cơ cốt lõi của khả năng cạnh tranh công nghệ. Bất cứ ai lần đầu tiên vượt qua giới hạn tiếp xúc vật lý sẽ nắm giữ chìa khóa để sản xuất thế hệ sản phẩm điện tử mật độ cao-tiếp theo.
Thông tin nhanhvề NeoDen
1) Được thành lập vào năm 2010, 200 + nhân viên, 27000+ Sq.m. nhà máy.
2) Sản phẩm NeoDen: Các máy PnP dòng khác nhau, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN Series, cũng như Dây chuyền SMT hoàn chỉnh bao gồm tất cả các thiết bị SMT cần thiết.
3) 10000+ khách hàng thành công trên toàn cầu.
4) 40+ Đại lý toàn cầu hoạt động ở Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Đại Dương và Châu Phi.
5) Trung tâm R&D: 3 phòng R&D với 25+ kỹ sư R&D chuyên nghiệp.
6) Được chứng nhận CE và nhận được 70+ bằng sáng chế.
7) 30+ kỹ sư hỗ trợ kỹ thuật và kiểm soát chất lượng, 15+ bộ phận bán hàng quốc tế cấp cao, để phản hồi khách hàng kịp thời trong vòng 8 giờ và cung cấp các giải pháp chuyên nghiệp trong vòng 24 giờ.