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貼片機(jī)在電路板上的編程
的PIC器件的使用者會(huì)面臨一項(xiàng)困難的選擇：是冒遭受質(zhì)量問題的風(fēng)險(xiǎn)，采用手工編制程序呢？還是另外尋找一種可以替代的編程方法，從而消除掉手工觸摸的方法呢？
為了能夠?qū)崿F(xiàn)后者，制造廠商們初開始采用板上編程(on-board programming 簡稱OBP)的方式。OBP是一種簡單的方法，它是將PIC貼裝到印刷電路板(printed circuit board 簡稱PCB)上以后再進(jìn)行編程的。一般情況下在電路板上進(jìn)行測試或者說進(jìn)行功能測試。閃存、電子式可清除程序化唯讀內(nèi)存（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory簡稱EEprom）、基于EEprom的CPLD器件、基于EEprom的FPGA器件，以及內(nèi)置閃存或者EEprom的微型控制器，所有這些元器件均采用OBP形式進(jìn)行編程。
為了能夠滿足閃存和微型控制器的使用要求，在實(shí)施OBP的時(shí)候常用的方法就是借助于針盤式夾具（bed-of-nails fixture），使用自動(dòng)測試設(shè)備(automatic test equipment 簡稱ATE)編程。對(duì)于邏輯器件來說進(jìn)行編程頗為復(fù)雜，不太適合利用ATE針盤式夾具來進(jìn)行編程。
一項(xiàng)基于IEEE規(guī)范原創(chuàng)開發(fā)的新型OBP技術(shù)可以支持測試，展現(xiàn)出充滿希望的前程。這項(xiàng)規(guī)范稱為IEEE 1149.1，它詳細(xì)規(guī)定了邊界掃描的一系列協(xié)議，已經(jīng)用于許IC編程方法中。
如果電子產(chǎn)品制造商要使用IEEE 1149.1的編程方法時(shí)，他們所依賴的具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的工具主要是由各種各樣的半導(dǎo)體制造廠商所提供。但是使用他們的工具進(jìn)行編程非常慢。同樣，因?yàn)樗麄兂鲇诒Ｗo(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的本能，每個(gè)工具于單個(gè)用戶所使用的器件。如果說在一塊電路板上的PIC器件是由多個(gè)用戶所使用的話，這將是一個(gè)很大的缺陷。
總而言之，使用OBP方法可以消除掉手工操作器件和將編程溶入測試中去，以及制造生產(chǎn)緩慢的現(xiàn)象。然而，編程所需的時(shí)間可能也是緩慢的。

貼片機(jī)行業(yè)背景
對(duì)于PIC器件來說，以往普遍采用DIP、PLCC或者SOIC的封裝形式。然而，隨著人們對(duì)緊湊型、高性能產(chǎn)品的需求增加，要求引入更為的PIC器件。現(xiàn)如今的閃存器件可以采用SOP、TSOP、VSOP、BGA和微小型BGA封裝形式。高性能的微型控制器、CPLD器件和FPGA器件一直到可以采用QFP、BGA和微型BGA封裝形式，其所擁有的引腳數(shù)量范圍從44條一直可以達(dá)到超過800條以上。
由于非常多的引腳數(shù)量和很小的外形尺寸，這些元器件中的大部分僅能夠采用微細(xì)間距的封裝形式。微細(xì)間距的元器件所擁有的引腳非常脆弱，間距只有0.508（20 mils）或者說間隙幾乎沒有。這樣人們就將目光瞄向了使用PIC器件來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。 具有高密度和高性能的PIC器件價(jià)格是很昂貴的，要求采用高質(zhì)量的編程設(shè)備，需要擁有非常優(yōu)異的過程控制，以求將元器件的廢棄程度降低到小的程度。
在采用手工編制程序的操作過程中，微細(xì)間距元器件實(shí)際上肯定會(huì)遭遇到來自共面性和其它形式的引腳損傷因素的威脅。如果說引腳受到了損傷的話，那么將可能導(dǎo)致焊接點(diǎn)可靠性出現(xiàn)問題，會(huì)提升生產(chǎn)制造過程中的缺陷率。同樣，高密度的元器件實(shí)際上將花費(fèi)較長的編程時(shí)間，這樣就會(huì)降低生產(chǎn)的效率。

貼片機(jī)原理
拱架型
元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個(gè)真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動(dòng)，將元件從送料器取出，經(jīng)過對(duì)元件位置與方向的調(diào)整，然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標(biāo)移動(dòng)橫梁上，所以得名。
拱架型貼片機(jī)對(duì)元件位置與方向的調(diào)整方法：
1)、機(jī)械對(duì)中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法能達(dá)到的精度有限，較晚的機(jī)型已再不采用。
2)、激光識(shí)別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法可實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識(shí)別，但不能用于球柵列件BGA。
3)、相機(jī)識(shí)別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，一般相機(jī)固定，貼片頭飛行劃過相機(jī)上空，進(jìn)行成像識(shí)別，比激光識(shí)別耽誤一點(diǎn)時(shí)間，但可識(shí)別任何元件，也有實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識(shí)別的相機(jī)識(shí)別系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲。
這種形式由于貼片頭來回移動(dòng)的距離長，所以速度受到限制。一般采用多個(gè)真空吸料嘴同時(shí)取料(多達(dá)上十個(gè))和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度，即一個(gè)梁上的貼片頭在取料的同時(shí)，另一個(gè)梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實(shí)際應(yīng)用中，同時(shí)取料的條件較難達(dá)到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時(shí)間上的延誤。
這類機(jī)型的優(yōu)勢在于：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)高精度，適于各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產(chǎn)，也可多臺(tái)機(jī)組合用于大批量生產(chǎn)。

編程規(guī)則系統(tǒng)的選擇
許多電子產(chǎn)品制造廠商還沒有認(rèn)識(shí)到閃存、CPLD和FPGA器件仍然要求采用編程規(guī)則系統(tǒng)（programming algorithms）。每一個(gè)元器件是不同的，在不同半導(dǎo)體供應(yīng)商之間編程規(guī)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(duì)每一個(gè)元器件和所有的可替換供應(yīng)商（現(xiàn)有的和開發(fā)的）寫下編程規(guī)則系統(tǒng)。
如果說使用了不正確的規(guī)則系統(tǒng)將會(huì)導(dǎo)致在編程期間或者電路板測試期間，以及當(dāng)用戶擁有該產(chǎn)品時(shí)面臨失敗（這是所有情形中的現(xiàn)象）。難對(duì)付的事情是，半導(dǎo)體供應(yīng)商為了能夠提高產(chǎn)量、增加數(shù)據(jù)保存和降造成本，時(shí)常變更編程規(guī)則。所以即使今天所編寫的編程規(guī)則系統(tǒng)是正確的，很有可能不久該規(guī)則就要變化了。另外，不管是ATE供應(yīng)商，還是半導(dǎo)體供應(yīng)商當(dāng)規(guī)則系統(tǒng)發(fā)生變化的時(shí)候都不會(huì)及時(shí)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?cè)敿?xì)了解編程硬件和軟件，以及對(duì)于可以用于編程的元器件的知識(shí)。為了能夠正確的創(chuàng)建編程規(guī)則，測試必須仔細(xì)了解有關(guān)PIC編程、消除規(guī)則系統(tǒng)和查證規(guī)則系統(tǒng)的知識(shí)。但不幸的是，這種知識(shí)范圍一般超出了測試的范圍，一項(xiàng)錯(cuò)誤將會(huì)招至災(zāi)難性的損失。
測試對(duì)所涉及的編程問題，也必須有及時(shí)的了解，諸如：元器件的價(jià)格和可獲性、所增加的元器件密度、測試的缺陷率、現(xiàn)場失效率，以及與半導(dǎo)體供應(yīng)廠商保持經(jīng)常性的溝通。
同樣，由于半導(dǎo)體供應(yīng)商或者說ATE供應(yīng)商將不會(huì)對(duì)編程的結(jié)果負(fù)責(zé)，解決有關(guān)編程器件問題的所有責(zé)任完全落在了測試的肩上。