В областта на високоскоростното и високопрецизно електронно производство, адаптерите за електронно тестване на игли служат като пазителите, осигуряващи качеството на печатни платки, чипове и модули. Тъй като разстоянието между пиновете на компонентите става все по-малко и сложността на тестването ескалира, изискванията за прецизност и надеждност при тестването достигат безпрецедентни висоти. В тази революция на прецизните измервания, микростъпковите двигатели играят незаменима роля като „прецизни мускули“. Тази статия ще се задълбочи в това как това малко захранващо ядро работи прецизно в адаптерите за електронно тестване на игли, отвеждайки съвременното електронно тестване в нова ера.
一.Въведение: Когато се изисква точност на тестване на микронно ниво
Традиционните методи за тестване са станали неадекватни за нуждите от тестване на днешните микро-стъпкови BGA, QFP и CSP корпуси. Основната задача на електронния адаптер за тестване на игли е да задейства десетки или дори хиляди тестови сонди, за да установи надеждни физически и електрически връзки с тестовите точки на тестваното устройство. Всяко незначително несъответствие, неравномерно налягане или нестабилен контакт може да доведе до неуспех на теста, грешна преценка или дори повреда на продукта. Микро стъпковите двигатели, с тяхното уникално цифрово управление и високопрецизни характеристики, се превърнаха в идеално решение за справяне с тези предизвикателства.
一.Основен работен механизъм на микро стъпков двигател в адаптер
Работата на микростъпковия мотор в електронния адаптер за тестване на игли не е просто въртене, а серия от прецизни и контролирани координирани движения. Работният му процес може да бъде разделен на следните основни стъпки:
1. Прецизно подравняване и начално позициониране
Работен процес:
Инструкции за получаване:Хост компютърът (тестов хост) изпраща координатните данни на тествания компонент към картата за управление на движението, която ги преобразува в серия от импулсни сигнали.
Движение за преобразуване на импулси:Тези импулсни сигнали се изпращат към драйвера на микростъпковия двигател. Всеки импулсен сигнал задвижва вала на двигателя да се завърти на фиксиран ъгъл – „ъгъл на стъпка“. Чрез усъвършенствана технология за микростъпково задвижване, пълен ъгъл на стъпка може да бъде разделен на 256 или дори повече микростъпки, като по този начин се постига контрол на изместването на микрометрично или дори субмикрометрично ниво.
Позициониране на изпълнението:Двигателят, чрез трансмисионни механизми, като например прецизни водещи винтове или зъбни ремъци, задвижва каретката, натоварена с тестови сонди, да се движи по равнините на оста X и оста Y. Системата прецизно премества решетката от сонди до позицията директно над точката, която ще се тества, като изпраща определен брой импулси.
2. Контролирано компресиране и управление на налягането
Работен процес:
Апроксимация по оста Z:След завършване на позиционирането на равнината, микростъпковият двигател, отговорен за движението по оста Z, започва да работи. Той получава инструкции и задвижва цялата тестова глава или единичен модул сонда, за да се движи вертикално надолу по оста Z.
Прецизен контрол на движението:Моторът плавно натиска надолу на микростъпки, като прецизно контролира разстоянието на движение на пресата. Това е от решаващо значение, тъй като твърде краткото разстояние на движение може да доведе до лош контакт, докато твърде дългото разстояние на движение може да доведе до прекомерно компресиране на пружината на сондата, което води до прекомерно налягане и повреда на спойката.
Поддържане на въртящ момент за поддържане на налягането:Когато сондата достигне предварително зададената дълбочина на контакт с тестовата точка, микростъпковият мотор спира да се върти. В този момент моторът, с присъщия си висок задържащ въртящ момент, ще бъде здраво заключен на място, поддържайки постоянна и надеждна сила на притискане, без да е необходимо непрекъснато захранване. Това гарантира стабилността на електрическата връзка през целия цикъл на тестване. Особено при тестване на високочестотни сигнали, стабилният механичен контакт е основата за целостта на сигнала.
3. Многоточково сканиране и тестване на сложни пътища
Работен процес:
За сложни печатни платки, които изискват тестване на компоненти в множество различни области или на различни височини, адаптерите интегрират множество микростъпкови двигатели, за да образуват многоосна система за движение.
Системата координира движението на различни двигатели съгласно предварително програмирана тестова последователност. Например, първо тества Зона А, след това XY двигателите се движат координирано, за да преместят сондата в Зона Б, а Z-остният двигател натиска отново надолу за тестване. Този режим на „полетен тест“ значително подобрява ефективността на тестването.
През целия процес, прецизната памет на позицията на двигателя осигурява повторяемост на точността на позициониране за всяко движение, елиминирайки кумулативните грешки.
一.Защо да изберете микро стъпкови двигатели? – Предимства на работния механизъм
Гореспоменатият прецизен работен механизъм произтича от техническите характеристики на самия микростъпков двигател:
Дигитализация и синхронизация на импулси:Позицията на двигателя е стриктно синхронизирана с броя на входните импулси, което позволява безпроблемна интеграция с компютри и PLC за пълно цифрово управление. Това е идеален избор за автоматизирано тестване.
Няма кумулативна грешка:При условия на без претоварване, грешката на стъпката на стъпковия двигател не се натрупва постепенно. Точността на всяко движение зависи единствено от присъщите характеристики на двигателя и драйвера, което осигурява надеждност при дългосрочни тестове.
Компактна структура и висока плътност на въртящия момент:Миниатюрният дизайн позволява лесното му вграждане в компактни тестови устройства, като същевременно осигурява достатъчен въртящ момент за задвижване на сондовия масив, постигайки перфектен баланс между производителност и размер.
一.Справяне с предизвикателствата: Технологии за оптимизиране на ефективността на работата
Въпреки забележителните си предимства, в практическите приложения микростъпковите двигатели се сблъскват и с предизвикателства като резонанс, вибрации и потенциална загуба на стъпка. За да се гарантира безупречната им работа в електронните адаптери за тестване на игли, индустрията е възприела следните техники за оптимизация:
Задълбочено приложение на технологията за микростъпково задвижване:Чрез микростъпково преобразуване не само се подобрява разделителната способност, но по-важното е, че движението на двигателя се изглажда, което значително намалява вибрациите и шума по време на пълзене с ниска скорост, което прави контакта на сондата по-гъвкав.
Въвеждане на система за управление със затворен контур:В някои приложения с изключително високо натоварване, към микростъпковите двигатели се добавят енкодери, за да се образува система за управление със затворен контур. Системата следи действителната позиция на двигателя в реално време и след като бъде засечено отклонение от синхрон (поради прекомерно съпротивление или други причини), тя незабавно го коригира, съчетавайки надеждността на управлението с отворен контур с гаранцията за безопасност на система със затворен контур.
一.Заключение
В обобщение, работата на микростъпковите двигатели в електронните адаптери за тестване на игли служи като перфектен пример за преобразуване на цифровите инструкции в прецизни движения във физическия свят. Чрез извършване на серия от прецизно контролируеми действия, включително получаване на импулси, извършване на микростъпкови движения и поддържане на позиция, те изпълняват важните задачи за прецизно подравняване, контролируемо натискане и сложно сканиране. Те са не само ключов изпълнителен компонент за постигане на автоматизация на тестовете, но и основен двигател за повишаване на точността, надеждността и ефективността на тестовете. Тъй като електронните компоненти продължават да се развиват към миниатюризация и висока плътност, технологията на микростъпковите двигатели, особено нейната технология за микростъпково управление и затворен контур, ще продължи да издига технологията за електронно тестване до нови висоти.
Време на публикуване: 26 ноември 2025 г.