手机“小型化”的挑战!

国际金属加工网 2019年04月04日




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未来五年内,智能手机的外形尺寸可能会更小;可能长宽各自再缩短5毫米,厚度再减小1毫米。而在手机内部,多层主板可能至少有12层。


这种日趋加速的小型化趋势使得在设计PCB时对阻抗的控制越来越有挑战性。PCB上的线宽要更窄,水平和垂直平面上线路之间的距离要更短,且可能必须采用介电常数更低的PCB基板,及具有更低电阻的铜箔(或类似材料的覆箔)。

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Sam-Jeong公司待测PCB

为应对挑战,韩国精密运动控制解决方案供应商Sam-Jeong Automation运用其丰富的电子元件生产和测试专业知识研发了自动化PCB阻抗测试设备,以满足消费电子产品领域的大型制造商对其产品的严苛性能要求。

1.挑战

在开发能够自动检测如此超精细PCB结构的电路板阻抗测试设备,定位精度是Sam-Jeong的研发人员最关心的问题。测量测头必须准确无误地落在密集分布的PCB测试点阵列上。

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待测PCB

重复性也同样重要,测试设备还要能够根据PCB生产过程中出现的细小偏差作出补偿和调整,还必须消化生产区域内的环境条件变化以及热膨胀影响。

设备运行速度是另一个关键设计指标。

2.解决方案

Sam-Jeong的设备采用经典的龙门式设计,由X轴和Y轴方向的高速直线电机驱动阻抗测量测头沿着预先编程的路径移动,使其精确定位到测试点上。设备上搭载专有软件,用于确定PCB阻抗测试结果是否符合规格标准。

待测PCB放在设备工作台中央的转台上,并用一台高分辨率机器视觉摄像机识别PCB测试点位置并完成路径编程。

为确保测量测头的定位精度,Sam-Jeong Automation选择了雷尼绍TONiC™增量式光栅读数头,并配用RTLC直线钢带栅尺和FASTRACK™导轨系统

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完成安装的TONiC光栅

TONiC系列产品是设计用于高动态精密运动控制系统的超紧凑型 (35 mm x 13.5 mm x 10 mm) 非接触式增量式光栅,具备多项先进功能,精度、速度和可靠性均创新高。支持的机器工作速度最高可达10 m/s,当与外部Ti信号接口配用时,借助电子细分技术,其分辨率可达1 nm。

为提高可靠性和抗污防尘能力,TONiC读数头采用了第三代光学滤波系统,可降低噪声,且具备动态信号处理功能。超低的电子细分误差 (±30 nm) 可实现更为平稳的速度控制,且扫描性能和位置稳定性都获得提高。

在Sam-Jeong的设备上,TONiC光栅读数头与轻薄小巧的RTLC不锈钢钢带栅尺配合使用,沿X轴和Y轴在总长为500 mm的测头行程内执行测量。

有一点需特别指出,如Hee-nok先生所解释:

“我们设备的龙门机构是用铝材精加工制成的,必须防止热膨胀对光栅系统的精度造成不利影响,我们使用RTLC栅尺并配用FASTRACK微型导轨,从而解决了这个问题。

一般情况下,铝材的膨胀系数在20 µm/m/°C以上,RTLC栅尺的膨胀系数只有10.6 µm/m/°C,使用FASTRACK导轨,成功降低温度变化对光栅精度的影响。

FASTRACK安装简便,最大限度缩短了停机时间


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系统软件界面

借助TONiC光栅实现的运动控制系统定位精度和速度对于阻抗测试而言固然重要,Hee-nok先生还认为,系统重复精度也同样重要,高重复性系统可以通过控制器的参数补偿进一步提升设备的整体性能

3.结果

Sam-Jeong设计推出的新一代PCB阻抗测试设备受到了客户的广泛青睐。

他们最新研制的检测设备搭载了雷尼绍先进的增量式光栅系统,能够顺应未来电子产品微型化的发展趋势。

部分图片来源于网络

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(Marketing 雷尼绍中国)

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