Karta testująca PCB jest istotnym aspektem systemu testowania płytek półprzewodnikowych

Słowa kluczowe: karta próbkująca

Ogólnie rzecz biorąc, karta próbkująca jest uważana za jednorazową, a konserwacja jest niezbędna, aby zapewnić jej wydajność i użyteczność. Przeciążenie oraz osadzanie się zanieczyszczeń z materiału wiążącego płytki na końcówkach lub igłach próbników może powodować wzrost rezystancji i utrudniać prawidłowe odczyty.

Co Oznacza Karta Próbkująca?

Zasadniczo, karta próbkująca to płytka lub interfejs używany do testowania płytek półprzewodnikowych. Przed wyprodukowaniem i dostarczeniem, układy scalone na płytce są weryfikowane pod kątem właściwości elektrycznych i wydajności poprzez to połączenie z Automatycznym Sprzętem Testującym.

W istocie, karta próbkująca działa jako mechaniczny i elektryczny interfejs pomiędzy elektronicznym systemem testowym a testowanym urządzeniem. Każda karta próbkująca składa się z następujących komponentów:

Karta próbkująca to narzędzie używane do sprawdzania płytek krzemowych podczas przedniej produkcji LSI. Karta próbkująca to okrągła płytka obwodów drukowanych (PCB) z podłączonymi pinami lub igłami próbników.

Każdy układ LSI, który jest produkowany na płytce, jest badany elektrycznie poprzez jednoczesny kontakt kilku końcówek pinów próbników umieszczonych na PCB. Karty próbkujące wykrywają przerwy i zwarcia, a także mierzą prąd elektryczny i wysokie częstotliwości. Karta próbkująca jest często przymocowana do próbnika testera płytek i podczas inspekcji styka się z chipem na płytce z góry.

Przykłady kart próbkujących

Karty próbkujące można klasyfikować na podstawie ich struktury, w tym wyrównania i mocowania próbników. Poniżej przedstawiono dwa przykładowe karty próbkujące i ich właściwości.

Pionowa (zaawansowana) karta próbkująca

Pionowa (zaawansowana) karta próbkująca składa się z PCB i bloku, na którym umieszczone są prostopadłe próbniki. Ten rodzaj próbnika może być wyrównany w siatce lub używany do pomiaru kilku chipów. Konserwacja jest prosta, ponieważ próbniki mogą być wymieniane oddzielnie. Dodatkowo, wgniecenia mogą być zminimalizowane, powodując minimalne uszkodzenia styków. Jednak koszty produkcji są dość wysokie, co czyni ją nieodpowiednią dla aluminiowych padek elektrodowych na płytkach.

Karta próbkująca typu wspornikowego (Cantilever)

Igły w karcie próbkującej typu wspornikowego są wykonane z wolframu i innych podobnych materiałów. Te igły są bezpośrednio zamontowane na PCB.

Ten rodzaj może być wytworzony przy niższym koszcie niż forma pionowa. Jego próbniki mogą również być umieszczone z węższym skokiem, aby pomieścić aluminiowe pady. W porównaniu do typu pionowego, typ wspornikowy nakłada więcej ograniczeń na rozmieszczenie pinów i powoduje większe wgniecenia. Ten rodzaj również wymaga od operatorów poświęcenia czasu i wysiłku na rutynową konserwację, taką jak naprawa i regulacja.

obwody drukowane

Podłoże organiczne (wielowarstwowe)

Możemy również zauważyć, że ta karta próbkująca jest obecnie częścią systemu testowania płytek, ale sama musi być przetestowana przed włączeniem do systemu testowego. Ze względu na zwiększone wymagania dotyczące mocy i szerokości pasma urządzenia, konieczne jest spełnienie wymagań dotyczących wysokiej wydajności transmisji mocy i sygnałów podczas testów elektrycznych. Te wymagania napędzają problemy związane z testowaniem kart próbkujących.

Karty próbkujące zostały zaprojektowane tak, aby dopasować wszystkie pady na badanych urządzeniach do próbników. Aby stworzyć kartę próbkującą, użytkownik musi dostarczyć producentowi PCB kart próbkujących projekty mechaniczne układu urządzenia lub próbkę urządzenia.

Karty próbkujące mogą być proste, z tylko jednym próbnikiem (diodą), lub złożone, z nawet tysiącem próbników. Połączenie kablowe z taką kartą próbkującą (które może przekraczać 160 pinów) jest powszechnie realizowane za pomocą krawędziowego złącza (do 48 pinów) i taśmy kablowych.

Jak Działają Karty Próbkujące?

Rozważmy produkcję półprzewodników jako przykład uproszczenia procesu. W całym procesie produkcji krzemu znajduje się kilka układów scalonych.

Następnie płytkę kroi się, pakuje i wysyła. Jednak działanie obwodów musi zostać zweryfikowane przed zapakowaniem. Karta probiercza jest używana do wspomagania testów elektrycznych. Ta karta probiercza jest wkładana do próbnika, który następnie podłącza się do testera, aby zapewnić kanał elektryczny między testerem a półprzewodnikową płytką. Ta karta probiercza łączy się następnie z padami układów scalonych na płytce za pomocą metalowych igieł lub elementów, przesyłając dane elektryczne i niezbędne parametry testowe.

Ponieważ głowica testera musi być podłączona do padów lub metalowych wypustek na tej płytce w celu przesyłania danych elektrycznych, próbnik można postrzegać właśnie jako takie urządzenie. Sonda ta służy do zadokowania karty probierczej, opuszczenia jej na płytkę i oczekiwania na kontakt wypustek lub igieł, zanim pozwoli się na przepływ prądu przez połączenia. Aby usunąć warstwę tlenku i połączyć się z metalem pod spodem, wymagany jest ruch tych igieł probierczych, gdy wchodzą one w kontakt z metalowymi wypustkami na płytce.

Zaawansowane Typy Sond

Różnorodność dostępnych obecnie kart probierczych przy podejmowaniu decyzji, jakiego typu karty użyć do testowania płytek, pokazuje, że technologia sondowania znacznie się rozwinęła w ostatnich latach. Przyjrzyjmy się wielu rodzajom zaawansowanych sond:

Sonda Pionowa

Te sondy pionowe to karty używane do badania urządzeń wieloukładowych, takich jak ogólne mikrokontrolery i układy logiczne. Jest to doskonały wybór dla płytek wysokoczęstotliwościowych i z małymi padami, ponieważ te igły są zazwyczaj krótkie i ułożone pionowo względem podłoża.

MEMS-SP

Ten typ sondy wykorzystuje zalety technologii MEMS, a także umożliwia bardzo precyzyjne i niezawodne testowanie mikroprocesorów i urządzeń logicznych z wykorzystaniem tej karty probierczej. Najbardziej zaawansowana technologia sondowania na rynku jest znana jako MEMS lub Mikro Elektromechaniczny System. Za pomocą jednego lądowania może utworzyć jedno połączenie z płytką.

Karty U-Probe są niezwykle przydatne do testowania urządzeń pamięci. Może ona nawiązać kontakt z płytką, która ma około 12 cali długości, za pomocą pojedynczego dotknięcia lub kontaktu w dół.

Może być używana w dowolnym miejscu, w dowolnym punkcie półprzewodnikowej płytki, i generuje równomierny przemiał, dając najlepsze wyniki.

Dlaczego Stosuje się Płytki PCB Kart Probierczych?

Oto najczęstsze powody, dla których wykorzystuje się płytki PCB kart probierczych. Należą do nich ograniczenia manipulatorów, układ urządzenia i produkcja. Omówmy teraz każdy z nich szczegółowo.

Ograniczenia Manipulatorów

Typowy próbnik mógłby umieścić tylko od 8 do 12 ręcznych manipulatorów wokół otworu płyty montażowej bez użycia karty probierczej. Co więcej, operator musi ręcznie regulować każdą końcówkę sondy, co jest operacją czasochłonną i pracochłonną.

Układ Urządzenia

Karty probiercze są przydatne, gdy użytkownik musi zbadać urządzenie z dużą liczbą pinów (>12).

Produkcja

Aplikacje produkcyjne związane z sondowaniem w dużym stopniu wykorzystują karty probiercze. Zastosowania produkcyjne mogą wahać się od tak prostych jak dioda z jedną sondą, po tak złożone jak układy scalone z setkami sond.

Ta karta probiercza może być podłączona elektrycznie do przyrządu testowego i fizycznie zadokowana z próbnikiem. Głównym celem jest ustanowienie połączenia elektrycznego między urządzeniem testowym a obwodami na płytce, umożliwiając weryfikację i testowanie tych obwodów przed cięciem i pakowaniem. Składa się z płytki drukowanej i kilku elementów stykowych, które są zwykle wykonane z metalu, ale mogą być zbudowane z innych materiałów. Aby pomóc obniżyć koszty produkcji i zwiększyć wydajność, projektujemy i produkujemy szeroką gamę wysokowydajnych kart probierczych.