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PCB的費用
對PIC的編程和測試需求有了令人矚目的增長。這是因為芯片供應商使用新的硅技術來創建具有速度和性能的元器件。認真仔細的程序設計必須考慮到傳輸線的有效性問題、信號線的阻抗情況、引針的插入,以及元器件的特性。如果不是這樣的話,問題可能會接二連三的發生,其中包括:接地反射(ground bounce)、交擾和在編程期間發生信號反射現象。
自動化高質量的編程設備通過良好的設計,可以將這些問題降低到小的程度。為了能夠進行ATE編程,PCB設計師必須對付周邊的電路、電容、電阻、電感、信號交擾、Vcc和Gnd反射、以及針盤夾具。所有這一切將極大的影響到進行編程時的產量和質量。因為增加了對電路板的空間需求,以及分立元器件(接線片、FET、電容器)和增加對電源供電能力的需求,從而終增加了PCB的成本。盡管每一塊電路板是不同的,PCB的價格一般會增加2%到10%。

貼片機貼裝精度
即元件中心與對應焊盤中心線的偏移量,不超過元件焊腳寬度的1/3(目測);或異常偏移發生率不大于3‰。
儀器、儀表外觀完好,指示準確,讀數醒目,在合格使用期限內;
設備內外定期保養,保持清潔,無油污,無銹蝕,周圍附具備件等排列有序,設備潤滑良好。
貼片機視覺系統
高性能貼片機普遍采用視覺對中系統。視覺對中系統運用數字圖像處理技術,當貼片頭上的吸嘴吸取元件后,在移到貼片位置的過程中,由固定在貼片頭上的或固定在機身某個位置上的照相機獲取圖像,并且通過影像探測元件的光密度分布,這些光密度以數字形式再經過照相機上許多細小精密的光敏元件組成的CCD光耦陣列,輸出0~255級的灰度值。灰度值與光密度成正比,灰度值越大,則數字化圖像越清晰。數字化信息經存儲、編碼、放大、整理和分析,將結果反饋到控制單元,并把處理結果輸出到伺服系統中去調整補償元件吸取的位置偏差,后完成貼片操作 。
那么,機器通過對PCB上的基準點和元器件照相后,如何實現貼裝位置自動矯正并實現貼裝的呢?這一過程是機器通過一系列的坐標系之間的轉換來定位元件的貼裝目標的。我們通過貼裝過程來闡述系統的工作原理。首先PCB通過傳送裝置被傳輸到固定位置并被夾板機構固定,貼片頭移至PCB基準點上方,頭上相機對PCB上基準點照相。這時候存在4個坐標系:基板坐標系(Xp,Yp)、頭上相機坐標系(Xca1,Ycal)、圖像坐標系(Xi,Yi)和機器坐標系(Xm,Ym)。對基準點照相完成后,機器將基板坐標系通過與相機和圖像坐標系的關聯轉換到機器坐標系中,這樣目標貼裝位置確定。然后貼片頭拾取元件后移動到固定相機的位置,固定相機對元件進行照相。這時同樣存在4個坐標系:貼片頭坐標系也是吸嘴坐標系(Xn,Yn)、固定相機坐標系(Xca2,Yca2)、圖像坐標系(Xi,Yi)和機器坐標系(Xm,Ym)。對元件照相完成后,機器在圖像坐標系中計算出元件特征的中心位置坐標,通過與相機和圖像坐標系的關聯轉換到機器坐標系中,此時在同一坐標系中比較元件中心坐標和吸嘴中心坐標。兩個坐標的差異就是需要的位置偏差補償值。然后根據同一坐標系中確定的目標貼裝位置,機器控制單元和伺服系統就可以控制機器進行貼裝了。

貼片機轉塔型
元件送料器放于一個單坐標移動的料車上,基板(PCB)放于一個X/Y坐標系統移動的工作臺上,貼片頭安裝在一個轉塔上,工作時,料車將元件送料器移動到取料位置,貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件,經轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度),在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整,將元件貼放于基板上。
對元件位置與方向的調整方法:
相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴自旋轉調整方向,相機固定,貼片頭飛行劃過相機上空,進行成像識別。
一般,轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭,每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現有機型)。由于轉塔的特點,將動作細微化,選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動(包含位置調整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內完成,所以實現真正意義上的高速度。快的時間周期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。
此機型在速度上是優越的,適于大批量生產,但其只能用帶狀包裝的元件,如果是密腳、大型的集成電路(IC),只有托盤包裝,則無法完成,因此還有賴于其它機型來共同合作。這種設備結構復雜,造價昂貴,機型約在US$50萬,是拱架型的三倍以上。

編程規則系統的選擇
許多電子產品制造廠商還沒有認識到閃存、CPLD和FPGA器件仍然要求采用編程規則系統(programming algorithms)。每一個元器件是不同的,在不同半導體供應商之間編程規則是不能交換的。因此,如果他們要使用ATE編程方式,測試必須對每一個元器件和所有的可替換供應商(現有的和開發的)寫下編程規則系統。
如果說使用了不正確的規則系統將會導致在編程期間或者電路板測試期間,以及當用戶擁有該產品時面臨失敗(這是所有情形中的現象)。難對付的事情是,半導體供應商為了能夠提高產量、增加數據保存和降造成本,時常變更編程規則。所以即使今天所編寫的編程規則系統是正確的,很有可能不久該規則就要變化了。另外,不管是ATE供應商,還是半導體供應商當規則系統發生變化的時候都不會及時與用戶接觸。
工藝過程管理和問題的解決
基于ATE的編程工作的完成要求人們詳細了解編程硬件和軟件,以及對于可以用于編程的元器件的知識。為了能夠正確的創建編程規則,測試必須仔細了解有關PIC編程、消除規則系統和查證規則系統的知識。但不幸的是,這種知識范圍一般超出了測試的范圍,一項錯誤將會招至災難性的損失。
測試對所涉及的編程問題,也必須有及時的了解,諸如:元器件的價格和可獲性、所增加的元器件密度、測試的缺陷率、現場失效率,以及與半導體供應廠商保持經常性的溝通。
同樣,由于半導體供應商或者說ATE供應商將不會對編程的結果負責,解決有關編程器件問題的所有責任完全落在了測試的肩上。
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