V oblasti vysokorychlostní a vysoce přesné elektronické výroby slouží elektronické adaptéry pro testování jehly jako strážci brány zajišťující kvalitu desek plošných spojů, čipů a modulů. S tím, jak se rozteč pinů součástek stále zmenšuje a složitost testování roste, dosáhly požadavky na přesnost a spolehlivost testování nebývalých výšin. V této revoluci přesného měření hrají mikrokrokové motory nepostradatelnou roli jako „přesné svaly“. Tento článek se ponoří do toho, jak toto drobné výkonové jádro přesně funguje v elektronických adaptérech pro testování jehly a posouvá moderní elektronické testování do nové éry.
一.Úvod: Pokud je požadována přesnost testování na úrovni mikronů
Tradiční testovací metody se staly nedostatečnými pro potřeby testování dnešních pouzder BGA, QFP a CSP s mikroroztečí. Hlavním úkolem elektronického jehlového testovacího adaptéru je řídit desítky nebo dokonce tisíce testovacích sond a vytvořit spolehlivé fyzické a elektrické spojení s testovanými body na testované jednotce. Jakékoli drobné nesouosost, nerovnoměrný tlak nebo nestabilní kontakt může vést k selhání testu, chybnému odhadu nebo dokonce k poškození produktu. Mikrokrokové motory se svým jedinečným digitálním řízením a vysoce přesnými charakteristikami staly ideálním řešením pro řešení těchto výzev.
一.Jádro pracovního mechanismu mikrokrokového motoru v adaptéru
Činnost mikrokrokového motoru v elektronickém adaptéru pro testování jehel není jednoduchá rotace, ale série přesných a řízených koordinovaných pohybů. Jeho pracovní postup lze rozdělit do následujících základních kroků:
1. Přesné zarovnání a počáteční umístění
Pracovní postup:
Pokyny k přijetí:Hostitelský počítač (testovací hostitel) odesílá souřadnicová data testované součásti do karty pro řízení pohybu, která je převádí na sérii pulzních signálů.
Pohyb pro konverzi pulzů:Tyto pulzní signály jsou odesílány do ovladače krokového mikromotoru. Každý pulzní signál pohání hřídel motoru k otočení o pevný úhel – „úhel kroku“. Díky pokročilé technologii mikrokrokového pohonu lze celý úhel kroku rozdělit na 256 nebo i více mikrokroků, čímž se dosáhne řízení posuvu na mikrometrové nebo dokonce submikrometrové úrovni.
Pozice provedení:Motor pomocí převodových mechanismů, jako jsou přesné vodicí šrouby nebo rozvodové řemeny, pohání vozík s měřicími sondami tak, aby se pohyboval v rovinách osy X a Y. Systém přesně pohybuje polem sond do polohy přímo nad měřeným bodem vysláním specifického počtu impulzů.
2. Řízená komprese a řízení tlaku
Pracovní postup:
Aproximace osy Z:Po dokončení polohování roviny se spustí krokový motor zodpovědný za pohyb v ose Z. Přijímá instrukce a pohání celou testovací hlavu nebo jeden modul sondy tak, aby se pohyboval svisle dolů podél osy Z.
Přesné ovládání pojezdu:Motor plynule tlačí dolů v mikrokrocích a přesně řídí dráhu lisu. To je zásadní, protože příliš krátká dráha může vést ke špatnému kontaktu, zatímco příliš dlouhá dráha může nadměrně stlačit pružinu sondy, což má za následek nadměrný tlak a poškození pájecí plošky.
Udržování točivého momentu pro udržení tlaku:Když sonda dosáhne přednastavené hloubky kontaktu s testovaným bodem, mikrokrokový motor se přestane otáčet. V tomto bodě bude motor s inherentním vysokým přídržným momentem pevně zajištěn na místě a udrží konstantní a spolehlivý přítlak bez nutnosti nepřetržitého napájení. To zajišťuje stabilitu elektrického spojení po celou dobu testovacího cyklu. Zejména pro testování vysokofrekvenčních signálů je stabilní mechanický kontakt základem integrity signálu.
3. Vícebodové skenování a testování komplexních cest
Pracovní postup:
Pro složité desky plošných spojů, které vyžadují testování součástek v různých oblastech nebo v různých výškách, integrují adaptéry více krokových motorů a vytvářejí tak víceosý pohybový systém.
Systém koordinuje pohyb různých motorů podle předem naprogramované testovací sekvence. Například nejprve otestuje oblast A, poté se motory XY koordinovaně pohybují, aby přesunuly pole sond do oblasti B, a motor osy Z znovu zatlačí dolů pro testování. Tento režim „letového testu“ výrazně zlepšuje efektivitu testování.
Během celého procesu zajišťuje přesná paměť polohy motoru opakovatelnost přesnosti polohování pro každý pohyb a eliminuje tak kumulativní chyby.
一.Proč zvolit mikrokrokové motory? – Výhody pracovního mechanismu
Výše uvedený přesný pracovní mechanismus vychází z technických vlastností samotného mikrokrokového motoru:
Digitalizace a synchronizace pulzů:Poloha motoru je striktně synchronizována s počtem vstupních impulsů, což umožňuje bezproblémovou integraci s počítači a PLC pro plně digitální řízení. Je to ideální volba pro automatizované testování.
Žádná kumulativní chyba:Za podmínek bez přetížení se kroková chyba krokového motoru nehromadí postupně. Přesnost každého pohybu závisí výhradně na inherentním výkonu motoru a ovladače, což zajišťuje spolehlivost při dlouhodobém testování.
Kompaktní konstrukce a vysoká hustota točivého momentu:Miniaturní design umožňuje snadné zabudování do kompaktních testovacích přípravků a zároveň poskytuje dostatečný točivý moment pro pohon pole sond, čímž se dosahuje dokonalé rovnováhy mezi výkonem a velikostí.
一.Řešení výzev: Technologie pro optimalizaci efektivity práce
Navzdory svým významným výhodám čelí mikrokrokové motory v praktických aplikacích také problémům, jako je rezonance, vibrace a potenciální ztráta kroku. Pro zajištění jejich bezchybného provozu v elektronických adaptérech pro testování jehel průmysl přijal následující optimalizační techniky:
Hloubková aplikace technologie mikrokrokového pohonu:Díky mikrokrokování se nejen zlepšuje rozlišení, ale co je důležitější, pohyb motoru se vyhlazuje, což výrazně snižuje vibrace a hluk během nízkorychlostního plazivého pohybu a zvyšuje poddajnost kontaktu sondy.
Zavedení uzavřeného regulačního systému:V některých aplikacích s velmi vysokými nároky se k mikrokrokovým motorům přidávají enkodéry, které tvoří řídicí systém s uzavřenou smyčkou. Systém monitoruje skutečnou polohu motoru v reálném čase a jakmile je detekována odchylka od synchronizované polohy (z důvodu nadměrného odporu nebo z jiných důvodů), okamžitě ji opraví, čímž kombinuje spolehlivost řízení s otevřenou smyčkou s bezpečností systému s uzavřenou smyčkou.
一.Závěr
Stručně řečeno, provoz mikrokrokových motorů v elektronických adaptérech pro testování jehel slouží jako dokonalý příklad převodu digitálních instrukcí na přesné pohyby ve fyzickém světě. Prováděním série přesně řiditelných akcí, včetně přijímání impulsů, provádění mikrokrokových pohybů a udržování polohy, se provádí důležité úkoly přesného zarovnání, řiditelného stisknutí a komplexního skenování. Není to jen klíčová prováděcí komponenta pro dosažení automatizace testování, ale také základní motor pro zvýšení přesnosti, spolehlivosti a efektivity testování. Vzhledem k tomu, že se elektronické součástky neustále vyvíjejí směrem k miniaturizaci a vysoké hustotě, bude technologie mikrokrokových motorů, zejména jejich technologie mikrokrokového řízení a řízení s uzavřenou smyčkou, i nadále posouvat technologii elektronického testování do nových výšin.
Čas zveřejnění: 26. listopadu 2025