飞针测试技术拓展增值服务,帮助客户实现“短平快”产品制造

上网时间: 2004年01月01日? 作者:倪兆明? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:飞针测试? 边界扫描?

自从去年泰瑞达宣布正式退出飞针测试系统市场以后,全球飞针测试设备市场基本上呈现三足鼎立的局面。按照累积出货量排名,这三强分别是日本的TAKAYA(属于伊藤忠株式会社ITOCHU SYSTECH)、意大利的SEICA和SPEA公司。尽管2002-2003年对所有的自动测试设备供应商来说都度日如年,甚至有人退出了竞争,但仍有不少供应商积极扩张并准备把业务伸展到中国这片电子制造业的热土。

业内人士表示:在电子制造测试业中搭配了几十年的ICT+功能测试模式最终将让位于飞针测试+功能测试的搭配。在应对当前电子制造业界越来越普遍的“短平快”产品制造以及PCB密度越来越高这一趋势的挑战中,飞针测试的确可以发挥其独特的作用,但采用这一技术时也要注意其存在的不足,并同时关注其未来的技术演变方向。

飞针行业高度垄断 泰瑞达主动退出市场

当1986年TAKAYA推出世界上第一台飞针测试系统时,它的一个主要目的就是为电子制造厂商提供一种快速、简便、可靠的无治具(针床)测试解决方案。当时ICT技术还处于发展的黄金时期,但治具费用和测试程序开发费用以及所花费的时间过于高昂,这不得不促使PCB组装厂要求测试设备供应商提供一种更廉价的板测试技术,于是飞针测试便应运而生。

ITOCHU SYSTECH资深市场总监卢家浩说:“飞针测试系统的一个主要优势是测试程序的开发时间短。以ICT为例,通常一个测试治具的研制周期是两个星期,另外开发和调试相应的测试程序还要耗费相当多的时间,但开发一个飞针测试程序可能只是几个小时到半天的功夫。除了这些时间上的考虑,还有开发费用上的优势。通常一个测试治具的研制费用在数千美金,这还不算程序开发的费用,而飞针测试系统就省去了这笔开销。” 事实上,TAKAYA直至今天还把持着飞针测试系统的第一把交椅。“我们目前已经占据全球飞针市场80%的份额。”卢家浩称。

飞针技术的一些显著优点使其很快在电子制造业,特别是EMS业界中流行开来。继TAKAYA之后、一些日本和欧洲的ATE设备供应商纷纷推出了同类型的产品,一些美国ATE设备供应商也通过和日本及欧洲厂商结盟进入这一市场。其中排名领先的厂商主要有TAKAYA、SEICA、泰瑞达、SPEA 和TESCON。由于泰瑞达于去年年初正式宣布退出飞针市场,因此目前剩下的三强是TAKAYA、SEICA、和SPEA,他们的总出货量约占整个市场的97%以上,成为ATE工业垄断程度最高的行业之一。

作为世界头号ATE设备供应商,泰瑞达退出市场对飞针行业有一定影响,不过这并不表示飞针技术走向没落。泰瑞达一位不愿透露姓名的资深经理解释说:“因为飞针系统一向不是我们的主流产品,以前的Javelin系列产品由日本的ODM厂商提供,后来的GR PILOT系列产品则是由SEICA 供应的,而在经济不景气的时候,我们特别需要强调自己的核心竞争力而放弃一些非主流的业务。” 他还补充介绍说,该公司已经对飞针系统的客户作出承诺,在5年里将继续提供合同规定的技术支持服务和备品备件供应,同时也会和SEICA继续在业务上进行配合,包括提供Alchemist-III在内的测试程序生成工具等。

电子制造业发展趋势决定飞针市场前景看好

飞针系统的主要供应商们对其市场前景相当乐观。“我们是继日本厂商推出飞针测试技术以后,第一家日本之外的飞针测试系统供应商。众所周知,飞针测试系统主要用于多品种、小批量的产品生产测试中,而且在无法使用针床测试的情况下,飞针测试也有其用武之地。” SEICA 总裁Antonio Grassino介绍说,“我们逐渐发现电子制造业对短周期产品的需求变得越来越普遍,同时当今移动通讯应用中的电路板也变得越来越小,要用针床进行测试也变得越发困难甚至不可能。在这样的境况下,采用飞针测试已经成为一种必然的选择。”

卢家浩也持有相似的观点,他分析道:“今天制造商采用飞针的一个重要原因是一些电路板上的测试点无法通过针床接触,飞针可能是目前较合理的解决方案。此外,目前市场上很多小批量产品的生命周期可能只有3到6各月,要在ICT上投资很多测试治具和测试程序势必造成浪费,在这种情况下,飞针测试就是一个理想的选择。”

事实上,PCB组装的进一步小型化和高密度趋势已经对传统的板测试技术发出了挑战。据美国Electronics Trend Publications 公司的数据显示,由于芯片封装的小型化趋势和高密度组装的发展,目前PCB上约有50%的芯片引脚无法用ICT或视觉方法来检查,而且这一数字还在以大约每年10%的速度在增加。从每平方厘米PCB上的I/O引脚数来看,对手持式电子产品,2003年PCB上的I/O引脚密度将接近70/cm2,这将导致ICT的覆盖率下降90%。

当然,很少会有专业人士同意目前的飞针测试系统可以替代ICT来完美地解决上述困难。因为尽管飞针的定位精度高达2?3微米,有能力接触非常细微的测试点,但一台飞针测试系统的飞针数量通常只有4到8个,即使再加上背面的固定探针,也不足以测试大多数大规模集成电路。因此一般飞针测试系统供应商干脆让用户打消完整测试电路板上集成电路的念头。

不过,尽管飞针测试系统有如此缺陷,供应商们还是希望能在数字测试和测试覆盖率等方面不断改进并有所创新。他们甚至希望通过在测试算法上的创新使飞针测试系统在一定条件下可以用于大批量生产测试。SPEA 的资深经理Silvia Vassallo 争辩说:“尽管飞针测试系统的典型应用是新品试制和小批量产品测试,但是在某些情况下,例如当ICT的针床探针无法接触电路板上的测试点时,即使针对大批量产品,飞针测试也可以是一种独特的替代方案。关键是根据电路板的结构精心优化测试方法,在一般情况下,飞针测试系统的测试速度也能够应付某些大批量产品的测试。以SPEA的系统为例,我们可以对电路板进行加电测试,对于以模拟元器件为主的板子,测试的覆盖率可以和针床测试相媲美。”

飞针测试提供增值服务未来将扮演更重要角色

飞针测试系统无法完成大规模集成电路测试,并不表示它在数字集成电路测试方面一无是处。事实上供应商们已经开发出了各种所谓的“无矢量测试方法”,尽管名称五花八门,诸如OpenFix、TestJet、IC-Opens 测试单元等等,但其基本原理都大同小异,主要是利用集成电路的管脚和其封装外壳之间寄生电容的特征数值来判断相应的管脚有没有开路和短路。这些技术也被广泛用于传统的ICT设备上,而把ICT设备上的一些测试技术移植到飞针测试系统上也是必然的。

“我们也制造ICT和功能测试设备,我们的优势之一是可以把ICT和功能测试方面的技术和经验移植到飞针测试系统上。例如我们在利用飞针测试无源器件时,根据被测器件的线路结构,最先采用了和ICT上类似的电隔离技术。”SEICA的Antonio Grassino举例说。ALT="Antonio Grassino:飞针测试+功能测试是未来生产测试的一种模式">

另一方面,被广泛应用在ICT上的边界扫描测试技术(又称IEEE1149.x 规范或JTAG测试技术)也已经在飞针测试系统上得到了应用。这一技术利用一些大规模集成电路上少数的几个管脚(通常是4个管脚:TDI、TDO、TMS和TCK)就可以激发电路中内建的测试功能,也可以检测出串行数据流经管脚时的状态。在电路板上多个符合IEEE1149.x规范的集成电路按照可测试性设计原则已经在板上事先连接好的情况下,用两个飞针再加上电路板背面的固定探针就可以对数个集成电路同时进行测试。尽管目前大多数飞针测试系统的用户并没有采用这一技术,但随着符合IEEE1149.x规范的集成电路的广泛应用,以及飞针系统在生产测试中重要性的加强,客户在采购飞针系统时,因该考虑这种扩展性。

Grassino介绍说:“我们可以在飞针系统上添加第三方JTAG规范的测试功能,例如边界扫描等。做法是在板子的背面加边界扫描的激励输入、而在板子的正面通过飞针读取输出信号,我们的一些通讯产品制造客户也已经在这样使用飞针系统了。”

此外,飞针测试系统还提供了目前ICT设备所没有的附加检测功能,即自动光学检测。目前所有主流的飞针测试系统都至少提供一个跟随飞针一起运动的高精度数字摄像机,有一些系统可能提供两个数字摄像机(一个黑白、一个彩色)。

这些摄像机的基本功能是在调试程序时或批量测试前,在对电路板的测试基准点进行调校的同时也可以监控飞针下针的情况。除此之外,供应商们发现这些可编程的摄像机还可以提供更多的价值,比如在进行电测试的同时对电路板进行一定的程度的光学检测。虽然这并不能完全替代专门的、功能齐全的AOI设备,但是也能够发现很多电路板组装时常见的问题。

“飞针测试设备上的光学检测系统可以发现诸如元件漏装、倾斜、型号错误等问题,虽然这些检测还未必能像AOI设备那样对焊点的质量进行精细的分析和判断,但一个以电测试为主的系统能够提供这些附加的检测功能已经相当不错了。” 卢家浩解释说。

飞针测试系统在数字测试和其它功能上的加强,很可能使它在未来整个电子制造生产测试中扮演更重要的角色。卢家浩坦言:“虽然目前飞针一般不适合跑大批量的产品,同时对一些较复杂的数字电路测试也没有优势。但我个人认为ICT再过几年就将走下坡路,而飞针测试系统则随着电路板和板上元器件的缩小而成为生产测试的主角。”

“我认为飞针测试和功能测试在常规的大批量生产测试中可以形成一种相互补充的组合。”Antonio Grassino则进一步补充说,“电路板首先进行100%的功能测试,然后对其中的失效板子进行飞针测试,以定位失效的元器件。对于无法进行针床测试的大批量产品,这种测试策略的优点是明显的。它既不影响生产线的吞吐量,同时也保证对失效板子可以进行有效的维修,我相信这种组合会成为来电子制造厂生产线上电测试方案的主流。”

飞针测试系统供应商关注中国市场

目前中国市场上飞针测试系统的用户主要是大型国际EMS厂商、以通讯产品为主的本地电子制造商和一些军工单位。TAKAYA已经有销售和技术人员直接在本地从事业务,而SEICA和SPEA则主要依靠代理商。不过SEICA的Antonio Grassino透露,SEICA正计划在昆山、成都这样客户集中的地区开设办事处,为客户提供直接的技术支持,而销售工作则仍然由其在中国的独家代理商承揽。Grassino也不排除会直接在中国本地组装其飞针测试系统的可能性。

对于TAKAYA来说,其在中国市场上的营销策略还将包括为潜在的客户提供飞针测试服务。尽管目前这一服务还主要是在新加坡开展的,但类似的服务也可能在不久的将来推广到中国大陆。卢家浩介绍说:“我们在新加坡的测试中心可以为那些暂时缺乏资金,但又急于想使用飞针系统来解决问题的客户提供测试服务。通过这样的服务,客户对我们的系统也会有更进一步的了解,而一旦他们手里有了资金,他们就会比较倾向于采购我们的设备――因为他们在我们所提供的测试服务中,已经具体了解到了飞针系统可以带给他们的价值。”

和所有的飞针测试系统供应商一样,TAKAYA的很多国际客户现在都在向中国大陆转移产能。“我们现在每个月在中国都会有1到2台设备在安装,而我们的国际客户也在从世界其它地方向其在中国的工厂转移设备,因此,我们在中国本地的支持力度也在加强当中。” 卢家浩说。

作者:倪兆明


[ 投票数:? ] 收藏 ??? 打印版 ??? 推荐给同仁 ??? 发送查询 ??? ?订阅杂志

评论
免费订阅资讯速递
信息速递-请选择您感兴趣的技术领域:
  • 安防监控
  • 便携设备
  • 消费电子
  • 通信与网络
  • 分销与服务
  • 制造与测试
  • 工业与医疗
  • 汽车电子
  • 计算机与OA
  • 电源管理
  • 无源器件与模组
  • 新能源
  • 供应链管理
论坛速递
相关信息
  • 什么是边界扫描?
  • 国际电子商情提供相关边界扫描技术文章及相关边界扫描新闻趋势,及更新最新相关边界扫描电子产品技术

  • 什么是飞针测试?
  • 国际电子商情提供相关飞针测试技术文章及相关飞针测试新闻趋势,及更新最新相关飞针测试电子产品技术

?新浪微博推荐
Global Sources


编辑推荐
?大家正在说


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
电子元器件数据手册下载
数据手册搜索

Datasheets China.com

《汽车电子特刊》

汽车电子系统在现代的汽车中占有的比重越来越高,对产品设计的工程师来说,产品的设计和验证面临着很多的挑战。本期《汽车电子特刊》将会向您呈现ADI技术对于汽车电子行业的应用等,还有IIC汽车电子论坛的精彩回顾哦!

扫一扫,关注最新资讯

esmc