W dziedzinie szybkiej i precyzyjnej produkcji elektroniki, elektroniczne adaptery do testów igłowych pełnią rolę strażników jakości płytek PCB, układów scalonych i modułów. Wraz ze zmniejszaniem się odstępów między pinami komponentów i wzrostem złożoności testów, wymagania dotyczące precyzji i niezawodności testów osiągnęły niespotykany dotąd poziom. W tej rewolucji precyzyjnych pomiarów, mikrosilniki krokowe odgrywają niezastąpioną rolę jako „precyzyjne mięśnie”. W tym artykule zgłębimy, jak ten maleńki rdzeń mocy działa precyzyjnie w elektronicznych adapterach do testów igłowych, wprowadzając nowoczesne testowanie elektroniki w nową erę.
一.Wprowadzenie: Gdy wymagana jest dokładność testów rzędu mikronów
Tradycyjne metody testowania stały się niewystarczające do spełnienia wymagań testowania współczesnych obudów BGA, QFP i CSP o mikrorozstawie. Głównym zadaniem elektronicznego adaptera igłowego jest sterowanie dziesiątkami, a nawet tysiącami sond testowych w celu ustanowienia niezawodnych połączeń fizycznych i elektrycznych z punktami testowymi w testowanym urządzeniu. Każde drobne odchylenie, nierównomierny nacisk lub niestabilny kontakt mogą prowadzić do niepowodzenia testu, błędnej oceny, a nawet uszkodzenia produktu. Mikrosilniki krokowe, dzięki unikalnemu sterowaniu cyfrowemu i wysokiej precyzji, stały się idealnym rozwiązaniem tych problemów.
一.Główny mechanizm działania mikrosilnika krokowego w adapterze
Działanie mikrosilnika krokowego w elektronicznym adapterze do testowania igieł nie polega na prostym obrocie, lecz na serii precyzyjnych i kontrolowanych, skoordynowanych ruchów. Jego przebieg można podzielić na następujące podstawowe kroki:
1. Precyzyjne ustawienie i początkowe pozycjonowanie
Przepływ pracy:
Instrukcje odbioru:Komputer hosta (host testowy) wysyła dane współrzędnych komponentu, który ma zostać przetestowany, do karty sterowania ruchem, która konwertuje je na serię sygnałów impulsowych.
Ruch konwersji impulsów:Te sygnały impulsowe są wysyłane do sterownika mikrosilnika krokowego. Każdy sygnał impulsowy napędza wał silnika, obracając go o stały kąt – „kąt kroku”. Dzięki zaawansowanej technologii napędu mikrokrokowego, pełny kąt kroku można podzielić na 256 lub nawet więcej mikrokroków, co pozwala na kontrolę przemieszczenia na poziomie mikrometrów, a nawet submikrometrów.
Pozycjonowanie wykonania:Silnik, za pośrednictwem mechanizmów przekładniowych, takich jak precyzyjne śruby pociągowe lub paski rozrządu, napędza wózek załadowany sondami testowymi, który porusza się wzdłuż osi X i Y. System precyzyjnie przesuwa zespół sond do pozycji bezpośrednio nad punktem testowanym, wysyłając określoną liczbę impulsów.
2. Kontrolowana kompresja i zarządzanie ciśnieniem
Przepływ pracy:
Przybliżenie osi Z:Po zakończeniu pozycjonowania płaszczyzny, mikrosilnik krokowy odpowiedzialny za ruch w osi Z rozpoczyna pracę. Otrzymuje on instrukcje i napędza całą głowicę testową lub pojedynczy moduł sondy, aby poruszały się pionowo w dół wzdłuż osi Z.
Precyzyjna kontrola podróży:Silnik płynnie dociska mikrokrokami, precyzyjnie kontrolując zakres ruchu prasy. Jest to kluczowe, ponieważ zbyt krótki zakres ruchu może prowadzić do słabego styku, a zbyt długi – do nadmiernego ściśniętia sprężyny sondy, co skutkuje nadmiernym naciskiem i uszkodzeniem pola lutowniczego.
Utrzymywanie momentu obrotowego w celu utrzymania ciśnienia:Gdy sonda osiągnie zadaną głębokość styku z punktem testowym, mikrosilnik krokowy przestaje się obracać. W tym momencie silnik, dzięki swojemu wysokiemu momentowi obrotowemu, zostanie mocno zablokowany, utrzymując stałą i niezawodną siłę docisku bez konieczności ciągłego zasilania. Zapewnia to stabilność połączenia elektrycznego przez cały cykl testowania. Szczególnie w przypadku testowania sygnałów o wysokiej częstotliwości, stabilny styk mechaniczny jest podstawą integralności sygnału.
3. Skanowanie wielopunktowe i testowanie złożonych ścieżek
Przepływ pracy:
W przypadku skomplikowanych płytek PCB wymagających testowania komponentów w wielu różnych obszarach lub na różnych wysokościach, adaptery integrują wiele mikrosilników krokowych, tworząc wieloosiowy system ruchu.
System koordynuje ruch różnych silników zgodnie z zaprogramowaną sekwencją testową. Na przykład, najpierw testuje Obszar A, następnie silniki XY poruszają się skoordynowanie, aby przesunąć układ sond do Obszaru B, a silnik osi Z ponownie naciska w celu przeprowadzenia testu. Ten tryb „testu w locie” znacznie poprawia wydajność testowania.
W całym procesie precyzyjna pamięć położenia silnika zapewnia powtarzalność dokładności pozycjonowania dla każdego ruchu, eliminując kumulujące się błędy
一.Dlaczego warto wybrać mikrosilniki krokowe? – Zalety mechanizmu roboczego
Wspomniany precyzyjny mechanizm działania wynika z technicznych cech samego mikrosilnika krokowego:
Digitalizacja i synchronizacja impulsów:Pozycja silnika jest ściśle zsynchronizowana z liczbą impulsów wejściowych, co umożliwia bezproblemową integrację z komputerami i sterownikami PLC, zapewniając w pełni cyfrowe sterowanie. To idealny wybór do testów automatycznych.
Brak błędu kumulacyjnego:W warunkach bez przeciążenia błąd kroku silnika krokowego nie kumuluje się stopniowo. Dokładność każdego ruchu zależy wyłącznie od wewnętrznej wydajności silnika i sterownika, co zapewnia niezawodność w długoterminowych testach.
Kompaktowa konstrukcja i wysoka gęstość momentu obrotowego:Miniaturowa konstrukcja pozwala na łatwą instalację w kompaktowych przyrządach testowych, jednocześnie zapewniając wystarczający moment obrotowy do napędzania zespołu sond, co pozwala uzyskać idealną równowagę między wydajnością a rozmiarem.
一.Rozwiązywanie wyzwań: technologie optymalizacji wydajności pracy
Pomimo swoich znaczących zalet, w zastosowaniach praktycznych, mikrosilniki krokowe napotykają również na problemy, takie jak rezonans, wibracje i potencjalna strata kroku. Aby zapewnić ich bezbłędne działanie w elektronicznych adapterach do testowania igieł, branża wdrożyła następujące techniki optymalizacji:
Szczegółowe zastosowanie technologii napędu mikrokrokowego:Dzięki mikrokrokom nie tylko poprawiono rozdzielczość, ale co ważniejsze, wygładzono ruch silnika, co znacznie zmniejszyło wibracje i hałas podczas powolnego przesuwania, dzięki czemu styk sondy stał się bardziej podatny na uszkodzenia.
Wprowadzenie układu sterowania w pętli zamkniętej:W niektórych zastosowaniach o bardzo wysokich wymaganiach, do mikrosilników krokowych dodaje się enkodery, tworząc układ sterowania w pętli zamkniętej. System monitoruje rzeczywiste położenie silnika w czasie rzeczywistym i po wykryciu odchylenia od kroku (z powodu nadmiernego oporu lub innych przyczyn) natychmiast je koryguje, łącząc niezawodność sterowania w pętli otwartej z gwarancją bezpieczeństwa układu w pętli zamkniętej.
一.Wniosek
Podsumowując, działanie mikrosilników krokowych w elektronicznych adapterach do testowania igieł stanowi doskonały przykład przekształcania instrukcji cyfrowych w precyzyjne ruchy w świecie fizycznym. Wykonując serię precyzyjnie sterowanych czynności, w tym odbieranie impulsów, wykonywanie ruchów mikrokrokowych i utrzymywanie pozycji, mikrosilniki realizują ważne zadania, takie jak precyzyjne ustawienie, kontrolowane naciskanie i złożone skanowanie. Są nie tylko kluczowym elementem wykonawczym dla automatyzacji testów, ale także głównym motorem napędowym zwiększającym dokładność, niezawodność i wydajność testów. Wraz z postępującą miniaturyzacją i zagęszczaniem komponentów elektronicznych, technologia mikrosilników krokowych, a zwłaszcza technologia mikrokrokowa i sterowania w pętli zamkniętej, będzie nadal wynosić technologię testowania elektronicznego na nowe wyżyny.
Czas publikacji: 26-11-2025