Tarjeta de sonda y sistema de prueba de enchufe de prueba IC

Este artículo describirá las pruebas estándar de fin de línea (también conocidas como pruebas EOL) y las pruebas de plantillas de prueba, los problemas con ese método estándar, la solución de Hioki a esos problemas. El artículo terminará con funciones y beneficios específicos de los dispositivos de prueba sugeridos por Hioki para convencer al técnico y al responsable de la toma de decisiones de la fábrica de asociarse con Hioki poniéndose en contacto con Hioki para la actualización de su solución de prueba de fábrica.

Pruebas EOL estándar y pruebas de plantillas de prueba

Primero, comencemos con algunos antecedentes de EOL y pruebas de plantilla.
Los fabricantes de semiconductores producen una gran cantidad de productos semiconductores en un día. Al final de su proceso de producción, cada uno de estos semiconductores pasa por pruebas llamadas pruebas de fin de línea o pruebas EOL. Esta prueba se realiza para confirmar que los semiconductores tienen las propiedades eléctricas para las que se produjeron (p. ej., una cierta resistencia que tiene 5 Ω de resistencia).
La prueba EOL se realiza utilizando máquinas de prueba EOL que tienen plantillas de prueba que tocan el semiconductor y envían electricidad a través de él para probar sus propiedades eléctricas. Aunque los probadores EOL tienen una larga vida útil, las plantillas se desgastan más rápido por el contacto repetido y por la electricidad que fluye a través de ellas. Si las plantillas de prueba dejaran de funcionar, es posible que las piezas defectuosas pasen la prueba o, como mínimo, la producción tendría que detenerse (es decir, tiempo de inactividad), lo que causaría muchas molestias y daños económicos al fabricante. Es por eso que estas plantillas (uno de dos tipos, tarjetas de sonda o enchufes de prueba IC) deben reemplazarse con frecuencia por plantillas nuevas antes de que comiencen a romperse.

Ahora que tenemos un trasfondo decente de pruebas EOL de semiconductores y las plantillas utilizadas, profundicemos en el flujo de cómo funciona esta prueba.
Cada semiconductor pasará por cada fase de producción y, al final de la producción, pasará por la prueba EOL. En la estación de pruebas EOL, si nada sale mal, las cosas están bastante tranquilas. Los semiconductores pasan por las pruebas y los productos malos se separan de los buenos. Luego, finalmente, la estación se anima. Esto sucede en el reemplazo programado de las plantillas de prueba. En este momento, se detiene la producción (parte o toda la línea). Y los técnicos especializados eliminan las plantillas viejas y las reemplazan por otras nuevas. Sin embargo, algunas de las nuevas plantillas a veces son defectuosas o están colocadas incorrectamente. Es por eso que estos técnicos calificados revisarán cada plantilla, una por una, con sus sondas portátiles para asegurarse de que funcionarán correctamente una vez que se reanude la prueba de EOL.
Después de reemplazar las plantillas, la máquina EOL se vuelve a encender. Y los técnicos deben hacer guardia durante un cierto tiempo para asegurarse de que las plantillas funcionen correctamente. De lo contrario, deben detener la prueba de EOL nuevamente y volver a probar las plantillas.

Finalmente, una vez que la prueba EOL ha estado funcionando durante un tiempo y se verifica que las plantillas funcionan correctamente, los técnicos pueden respirar tranquilos... y volver a su siguiente trabajo.

Problemas con las pruebas de EOL estándar y las pruebas de plantilla

Sin embargo, existen algunos problemas con las pruebas de EOL estándar y las pruebas de plantilla. Los problemas están directamente relacionados con la dificultad de probar las plantillas, los errores que pueden resultar y los riesgos y daños que estos causan.

Entonces, ¿por qué sigo diciendo que estos técnicos son hábiles?
Eso es porque la prueba de estas plantillas es extremadamente difícil. Cada plantilla es muy pequeña, por lo que el técnico debe tocar la sonda en el punto justo. Cada técnico debe estar muy bien informado con estas plantillas para saber exactamente dónde hacer contacto con la sonda. ¡Pero eso no es todo! El diseño y el tamaño de las plantillas no exigen una gran habilidad, pero requiere una mano firme, como la de un cirujano. El más mínimo cambio en la presión o la posición de la sonda puede causar resultados de prueba incorrectos. Ahora puede imaginar lo difícil que es para el técnico mantener la concentración durante un reemplazo de sonda apresurado que también tiende a llevar mucho tiempo debido a la gran cantidad de sondas que deben reemplazarse.

Cuando las plantillas, no, incluso cuando una plantilla se prueba incorrectamente, surgen dos problemas.
El primer problema son los lotes de prueba contaminados (o no confiables). Dado que deben encender la máquina EOL (y probar los semiconductores) para verificar el funcionamiento correcto de las plantillas, en caso de que incluso una de las plantillas no funcione correctamente, todos los semiconductores que pasaron por la máquina EOL no pueden ser confiables. En otras palabras, cualquiera de los semiconductores puede haber sido juzgado como bueno cuando en realidad era malo, o viceversa.
En tal caso, no se puede confiar en todo el lote de prueba. Es entonces cuando el fabricante debe decidir si el tiempo y el esfuerzo necesarios para volver a probar los semiconductores valen la ganancia perdida al descartarlos todos como defectuosos. Hablando estrictamente desde el punto de vista de las ganancias, puede ser más rentable descartar todo el lote. En el caso de que se descarten buenos productos, se contará directamente como una pérdida de beneficios para el fabricante.

El segundo problema que resulta de un error en la prueba de plantilla es el tiempo perdido.
Para un fabricante, cualquier cantidad de tiempo que parte o toda la línea de producción esté detenida (también conocido como tiempo de inactividad) puede y se calcula en una cantidad de pérdida directa en dólares (o la moneda que sea). Esto se debe a que cualquier momento en que no se produzca, es tiempo que podría haberse dedicado a producir. Por lo tanto, el tiempo dedicado a no producir se calcula en una pérdida de ganancias como el ejemplo a continuación.
13 minutos de tiempo de inactividad × 350 resistencias por minuto × $20 por resistencia = $91 000

Incluso el tiempo invertido en un reemplazo exitoso de la plantilla se cuenta y se calcula como tiempo de inactividad. Es por eso que los técnicos hacen todo lo posible para trabajar rápidamente. Sin embargo, cuando hay errores en las pruebas, el tiempo que les tomó a los técnicos discernir el error se desperdicia ya que los semiconductores que pasaron por la prueba EOL en ese momento están contaminados (y deben volver a probarse o desecharse). Además, la máquina EOL debe apagarse mientras los técnicos revisan para resolver el problema, repitiendo la prueba de la plantilla y resolviendo el problema o decidiendo colocar nuevas plantillas que deben probarse nuevamente. De esta manera, el tiempo dedicado a la verificación de la prueba de la plantilla, la nueva prueba de la plantilla y la resolución de problemas se calculan en ganancias potenciales que se perdieron para la fábrica.

Solución Hioki

Hasta ahora hemos discutido los antecedentes, el flujo y los problemas con las pruebas EOL estándar y las pruebas de plantilla. A partir de aquí, veremos la solución de Hioki a estos problemas que, si se aprovechan, pueden beneficiar enormemente al fabricante de semiconductores.

El flujo de prueba y los problemas discutidos anteriormente dependen de las siguientes dos suposiciones.
1. Las pruebas de plantilla se basan en trabajadores calificados
2. La prueba de plantilla se realiza después de que las plantillas se conectan a las máquinas de prueba EOL

Hioki proporciona una solución simple para estas dos suposiciones, que una vez que se abordan con un enfoque alternativo al estilo Hioki, pueden potencialmente ahorrarle al fabricante de semiconductores millones en pérdidas, todo de una manera de bajo riesgo.

The alternate approach is to:
1. Skill: Test the jigs by machine (not reliant on human skill)�
2. Timing: Test the jigs before attaching to the EOL machines

Para la mayoría de las aplicaciones: pruebas de alta velocidad y alta capacidad de mantenimiento

Los probadores de la serie FA de Hioki prueban automáticamente con un sondeo de precisión que supera la precisión y la repetibilidad de cualquier trabajador calificado. Uno simplemente coloca la plantilla específica dentro del probador Hioki y hace clic en "iniciar". Dado que el accesorio de prueba del tablero de clavijas dentro del dispositivo está hecho para la plantilla específica según las dimensiones y la plantilla real enviada a Hioki, hará contacto en el punto correcto, con la presión correcta.
Al realizar esta prueba ahora fácil antes del reemplazo de la plantilla, no solo no habrá tiempo de inactividad para el peor de los casos de errores en la prueba de la plantilla, sino que incluso el tiempo de inactividad gastado en el mejor de los casos sin errores puede eliminarse por completo.
A continuación, se muestran los probadores de la serie FA de Hioki que son los más adecuados para probar las plantillas utilizadas para la prueba de EOL de semiconductores (tarjetas de sonda y zócalos de prueba de IC) y lo que los hace destacar como los mejores para esta aplicación.

El probador de cortocircuito abierto FA1221 y el probador en circuito FA1220 incorporan un interruptor de circuito (escáner) y un medidor de resistencia en un gabinete compacto que implementa secuencias de prueba creadas usando un software de computadora.
Las siguientes funciones hacen que FA1221 y FA1220 sean la mejor opción para el fabricante de semiconductores.

1. Distingue automáticamente la altura de contacto y los valores de resistencia de contacto mediante el movimiento incremental del eje Z de la sonda
2. Pruebas de alta velocidad mediante la sincronización optimizada del escáner integrado del sistema y los tableros de medición.
3. Salida de datos de prueba rápida por software
4. Interopera con sistemas de unidades externas cuando se utiliza la placa de E/S interna (accesorio adicional)
(Comuníquese con Hioki para obtener más información sobre el soporte para la automatización).

Los semiconductores utilizan cada vez más las nuevas tecnologías de la información, como IoT e IA. En el futuro, es probable que cada vez más instalaciones de fabricación se enfrenten a la necesidad de lograr una mayor calidad y tiempos de ciclo de prueba más cortos. El probador de cortocircuito abierto FA1221 y el probador en circuito FA1220 tienen el potencial para abordar las necesidades de dichas instalaciones.

Para aplicaciones con plantillas difíciles o numerosas: los probadores de sonda voladora no necesitan accesorios de prueba

El FA1221 y el FA1220, que se presentaron en este artículo, incorporan tableros de sonda hechos a medida para el objeto de medición del fabricante (p. ej., plantilla). Sin embargo, a veces los puntos de prueba en una tarjeta de sonda están demasiado juntos, en cuyo caso puede que no sea posible espaciar las sondas en el accesorio de prueba del tablero de pines lo suficientemente cerca para probar la tarjeta de sonda. Esto requeriría la fabricación de un accesorio de prueba para cada tarjeta de sonda, lo que aumentaría los costos de funcionamiento. En situaciones como estas, es posible que desee considerar un probador tipo sonda voladora.
Los probadores de sonda voladora son similares a los FA1221 y FA1220 mencionados anteriormente, pero en lugar de incorporar un accesorio de prueba de tablero diseñado para cada objeto de prueba, incorporan sondas que se mueven libremente, o vuelan, en todas las direcciones de los ejes X, Y y Z. Para los probadores de sondas voladoras, las pruebas son aún más fáciles. En lugar de tener un tablero adjunto para cada tipo de objeto de prueba, uno simplemente ingresa los parámetros de medición (dimensiones eléctricas y físicas) del objeto de prueba y presiona "iniciar". Para los fabricantes que tienen muchos tipos de plantillas de prueba para probar, estos probadores tipo sonda voladora son la opción ideal.

Conclusión

En primer lugar, explicando las pruebas EOL estándar y las plantillas de prueba y sus problemas, este artículo presentó las soluciones de Hioki. Creemos en Hioki que cuando el fabricante de semiconductores considere la solución de Hioki, estará de acuerdo con nuestras conclusiones, lo que generará el deseo de contactarnos en Hioki y asociarse con nosotros.
Además, al igual que Hioki tiene una solución para las plantillas de prueba destinadas a probar semiconductores, Hioki ofrece una amplia gama de soluciones de prueba y medición no solo en el mercado de componentes electrónicos, sino en muchos, muchos más. Esperamos asociarnos con usuarios e industrias de todo el mundo para crear una mejor sociedad de sostenibilidad y prosperidad.