V oblasti vysokorýchlostnej a vysoko presnej elektronickej výroby slúžia elektronické adaptéry na testovanie ihiel ako strážcovia kvality dosiek plošných spojov, čipov a modulov. Keďže rozstupy medzi piny súčiastok sa čoraz viac zmenšujú a zložitosť testovania sa zvyšuje, požiadavky na presnosť a spoľahlivosť pri testovaní dosiahli nebývalé výšky. V tejto revolúcii presného merania zohrávajú mikrokrokové motory nenahraditeľnú úlohu ako „presné svaly“. Tento článok sa ponorí do toho, ako toto drobné výkonové jadro presne funguje v elektronických adaptéroch na testovanie ihiel, čím posúva moderné elektronické testovanie do novej éry.
一.Úvod: Keď je požadovaná presnosť testovania na úrovni mikrónov
Tradičné testovacie metódy sa stali nedostačujúcimi pre testovacie potreby dnešných puzdier BGA, QFP a CSP s mikroroztečom. Hlavnou úlohou elektronického ihlového testovacieho adaptéra je riadiť desiatky alebo dokonca tisíce testovacích sond, aby sa vytvorili spoľahlivé fyzické a elektrické spojenia s testovanými bodmi na testovanej jednotke. Akékoľvek malé vychýlenie, nerovnomerný tlak alebo nestabilný kontakt môže viesť k zlyhaniu testu, nesprávnemu posúdeniu alebo dokonca k poškodeniu produktu. Mikro krokové motory s ich jedinečným digitálnym riadením a vysoko presnými charakteristikami sa stali ideálnym riešením na riešenie týchto výziev.
一.Hlavný pracovný mechanizmus mikrokrokového motora v adaptéri
Činnosť mikrokrokového motora v elektronickom adaptéri na testovanie ihiel nie je jednoduchá rotácia, ale séria presných a kontrolovaných koordinovaných pohybov. Jeho pracovný postup možno rozdeliť do nasledujúcich základných krokov:
1. Presné zarovnanie a počiatočné umiestnenie
Pracovný postup:
Pokyny na príjem:Hostiteľský počítač (testovací hostiteľ) odosiela súradnicové údaje testovaného komponentu do karty riadenia pohybu, ktorá ich prevedie na sériu impulzných signálov.
Pohyb konverzie impulzov:Tieto impulzné signály sa odosielajú do ovládača mikrokrokového motora. Každý impulzný signál poháňa hriadeľ motora, aby sa otočil o pevný uhol – „krokový uhol“. Vďaka pokročilej technológii mikrokrokového pohonu je možné celý krokový uhol rozdeliť na 256 alebo aj viac mikrokrokov, čím sa dosiahne riadenie posunu na mikrometrovej alebo dokonca submikrometrovej úrovni.
Pozícia pri vykonávaní:Motor pomocou prevodových mechanizmov, ako sú presné vodiace skrutky alebo rozvodové remene, poháňa vozík s testovacími sondami tak, aby sa pohyboval v rovinách osi X a Y. Systém presne pohybuje sústavou sond do polohy priamo nad testovaným bodom vysielaním určitého počtu impulzov.
2. Riadená kompresia a riadenie tlaku
Pracovný postup:
Aproximácia osi Z:Po dokončení polohovania roviny sa spustí mikrokrokový motor zodpovedný za pohyb osi Z. Prijíma pokyny a poháňa celú testovaciu hlavu alebo jeden modul sondy tak, aby sa pohyboval vertikálne nadol pozdĺž osi Z.
Presné ovládanie jazdy:Motor plynulo tlačí nadol v mikrokrokoch a presne riadi dráhu lisu. To je kľúčové, pretože príliš krátka dráha môže viesť k slabému kontaktu, zatiaľ čo príliš dlhá dráha môže nadmerne stlačiť pružinu sondy, čo má za následok nadmerný tlak a poškodenie spájkovacej plošky.
Udržiavanie krútiaceho momentu na udržanie tlaku:Keď sonda dosiahne prednastavenú hĺbku kontaktu s testovaným bodom, mikrokrokový motor sa prestane otáčať. V tomto bode bude motor s vlastným vysokým prídržným momentom pevne zaistený na mieste a udržiavať konštantný a spoľahlivý prítlak bez potreby nepretržitého napájania. To zaisťuje stabilitu elektrického pripojenia počas celého testovacieho cyklu. Najmä pri testovaní vysokofrekvenčných signálov je stabilný mechanický kontakt základom integrity signálu.
3. Viacbodové skenovanie a testovanie komplexných trás
Pracovný postup:
Pre zložité dosky plošných spojov, ktoré vyžadujú testovanie súčiastok vo viacerých rôznych oblastiach alebo v rôznych výškach, adaptéry integrujú viacero krokových motorov a vytvárajú tak viacosový pohybový systém.
Systém koordinuje pohyb rôznych motorov podľa vopred naprogramovanej testovacej sekvencie. Napríklad najprv testuje oblasť A, potom sa motory XY koordinovane pohybujú, aby presunuli pole sond do oblasti B, a motor osi Z opäť stlačí nadol pre testovanie. Tento režim „letového testu“ výrazne zlepšuje efektivitu testovania.
Počas celého procesu zabezpečuje presná pamäť polohy motora opakovateľnosť presnosti polohovania pre každý pohyb, čím sa eliminujú kumulatívne chyby.
一.Prečo si vybrať mikrokrokové motory? – Výhody pracovného mechanizmu
Vyššie uvedený presný pracovný mechanizmus vyplýva z technických charakteristík samotného mikrokrokového motora:
Digitalizácia a synchronizácia impulzov:Poloha motora je prísne synchronizovaná s počtom vstupných impulzov, čo umožňuje bezproblémovú integráciu s počítačmi a PLC pre plne digitálne riadenie. Je to ideálna voľba pre automatizované testovanie.
Žiadna kumulatívna chyba:V podmienkach bez preťaženia sa kroková chyba krokového motora nehromadí postupne. Presnosť každého pohybu závisí výlučne od vlastného výkonu motora a ovládača, čo zaisťuje spoľahlivosť pri dlhodobom testovaní.
Kompaktná konštrukcia a vysoká hustota krútiaceho momentu:Miniatúrny dizajn umožňuje jednoduché zabudovanie do kompaktných testovacích prípravkov a zároveň poskytuje dostatočný krútiaci moment na pohon poľa sond, čím sa dosahuje dokonalá rovnováha medzi výkonom a veľkosťou.
一.Riešenie výziev: Technológie na optimalizáciu efektivity práce
Napriek svojim významným výhodám čelia mikrokrokové motory v praktických aplikáciách aj problémom, ako sú rezonancia, vibrácie a potenciálna strata kroku. Na zabezpečenie ich bezchybnej prevádzky v elektronických adaptéroch na testovanie ihiel priemysel prijal nasledujúce optimalizačné techniky:
Hĺbková aplikácia technológie mikrokrokového pohonu:Vďaka mikrokrokovaniu sa nielen zlepšuje rozlíšenie, ale čo je dôležitejšie, pohyb motora sa vyhladzuje, čo výrazne znižuje vibrácie a hluk počas nízkorýchlostného pohybu, vďaka čomu je kontakt sondy poddajnejší.
Zavedenie systému riadenia s uzavretou slučkou:V niektorých aplikáciách s mimoriadne vysokými nárokmi sa k mikrokrokovým motorom pridávajú enkodéry, čím sa vytvára systém riadenia s uzavretou slučkou. Systém monitoruje skutočnú polohu motora v reálnom čase a akonáhle sa zistí odchýlka od synchronizácie (z dôvodu nadmerného odporu alebo z iných dôvodov), okamžite ju opraví, čím sa spája spoľahlivosť riadenia s otvorenou slučkou so zárukou bezpečnosti systému s uzavretou slučkou.
一.Záver
Stručne povedané, prevádzka mikrokrokových motorov v elektronických adaptéroch na testovanie ihiel slúži ako dokonalý príklad prevodu digitálnych inštrukcií na presné pohyby vo fyzickom svete. Vykonávaním série presne ovládateľných akcií, vrátane prijímania impulzov, vykonávania mikrokrokových pohybov a udržiavania polohy, vykonáva dôležité úlohy presného zarovnania, ovládateľného stláčania a komplexného skenovania. Nie je len kľúčovým vykonávacím komponentom na dosiahnutie automatizácie testov, ale aj základným motorom na zvýšenie presnosti, spoľahlivosti a efektívnosti testov. Keďže sa elektronické komponenty neustále vyvíjajú smerom k miniaturizácii a vysokej hustote, technológia mikrokrokových motorov, najmä jej technológia mikrokrokovania a riadenia s uzavretou slučkou, bude naďalej posúvať technológiu elektronického testovania do nových výšin.
Čas uverejnenia: 26. novembra 2025