On-Line or Off-Line ?
IC编程(烧写)两种量产解决方案的抉择
所有智能电子产品都离不开可编程器件(NOR/NAND/FLASH、eMMC 、MCU、单片机、CPLD等),IC编程器(烧写器、烧录器)就如同贴片机一样成为电子产品生产必备的设备。
常见的生产流程是,芯片将首先经过烧写流程,可以是手工或自动烧写,然后转到SMT贴片。这种量产工艺已经我们称之为离线烧写(Off-line Programming),已经被广为采用和熟知。另外一种量产工艺,我们称之为在线烧写(ISP, In-System Programming, In-circuit Programming), 在欧美企业采用较多,目前在中国企业研发使用较为普及,量产较少采用。
两种量产烧写工艺或解决方案,究竟该如何选择?各有何优缺点?这是很多企业面临的问题。本文将对此作出简单的分析。
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Off-Line(自动机) |
ISP |
通用性 |
适用所有类型芯片
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只适用部分芯片: 1) 芯片支持ISP 2) 电路板设计兼容ISP
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生产效率 |
影响效率的几个主要因素 1) 烧写速度 主要由编程器决定。其次由芯片烧写模式决定。很多芯片既有串行烧写模式也有并行烧写模式。 离线烧写一般优先采用后者,烧写效率比前者高几到几十倍
2)同时并发烧写的数量。 主要由编程器数量及每台编程器支持的并发通道数量决定。自动编程器一般最多可以容纳4-16台编程器,每台编程器支持4个并发通道。
3) 取放芯片的效率 自动编程器机械手臂系统最高效率一般不超过2000UPH(不考虑烧写时间 4) 其他开销 烧写是一个独立工序,与下道工序(SMT)间流转需要一定时间) |
1) 烧写速度。 主要由编程器决定。其次由芯片烧写模式决定。很多芯片既有串行烧写模式也有并行烧写模式。 ISP一般只能采用串行烧写模式,效率低于并行模式。 2) 同时并发烧写的数量 决定由编程器数量及每台编程器支持的并发通道数量决定。拼板的规模(Panel Board)也是一个限制因素。尺寸越小的板子可以获得的拼板的规模越大。一台测试台中容纳的ISP编程器数量几乎不受限制,一台ISP编程器(IS03)最多可以支持16个并发通道。 3) 取放芯片的效率 人工或机械臂一次取放一整块拼板,相当于拼板规模的芯片数量 4)其他开销 SMT之后,在测试工序中同时完成。有时ISP编程器直接集成在ICT中 |
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Off-Line(自动机) |
ISP |
成本 |
设备一次性投资10-60万。运行成本为适配器插座费用 |
设备一次性投资10万以下。运行 成本为测试针(Pogo Pin)更换费 用
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返工难度 |
出于各种原因,如文件选错、固件升级、热冲击程序丢失等有时需要对SMT之后的板上芯片重新烧写。 工序为解焊、植球或处理管脚、重写、重焊
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直接在板重写 |
灵活性 |
SMT设备和自动编程器产品切换换线需要时间,适合单一产品大批量生产。 |
对至于硬件相同,固件不同的多型号产品来说最适合,可以事先生产好硬件,根据用户订单,临时在线烧写,加快发货速度。
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对SMT质量的影响 |
在烧写过程中因为芯片要经过在插座中及进出料设备中的取放,烧写操作人员操作不慎或者自动编程器定位精度不高,有可能造成芯片管脚不同程度的变形,造成后续SMT虚焊质量。所以某些航天、军工、汽车电子、医疗电子等对可靠性要求高的产品不采用离线烧写。
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SMT完成后烧写。无此隐患。 |
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综上所述,采用哪种量产方案,是由多种因素决定的,这些因素包括芯片类型、对产能的要求、成本预算、产品性质、可靠性要求等。用户需要根据自己的需求做出综合分析后才能做出选择。
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