1、貼片機(jī)過程能力指數(shù)Cpk的驗(yàn)證一個(gè)測量長期精度和可靠性的新方法戴弗.贛斯特（美）為貼片機(jī)作品質(zhì)接受試驗(yàn)（QAT, Qaulity Acceptance Test）,其中的挑戰(zhàn)是保證所要測量的參數(shù)可以準(zhǔn)確代表機(jī)器的 長期性能。測量必須量化和驗(yàn)證X軸、丫軸和q旋轉(zhuǎn)偏移理想貼裝位置的偏移量。一種用來驗(yàn)證貼裝精度的方法使用了一種玻璃心子，它和一個(gè)“完美的”高引腳數(shù)QFP的焊盤鑲印在一起，該 QFP是用來機(jī)器貼裝的（看引腳圖）。通過貼裝一個(gè)理想的元件，這里是140弓I腳、”腳距的QFP攝像機(jī)和貼裝芯軸兩者的精度都可被一致地測量到。除了特定的機(jī)器性能數(shù)據(jù)外，內(nèi)在的可用性、生產(chǎn)能力和可靠性的測量應(yīng)該在多臺(tái)機(jī)

2、器的累積數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提供。在完成預(yù) 先的干循環(huán)和設(shè)定步驟之后，包括變換和校準(zhǔn)，品質(zhì)接收規(guī)范（QAC, Quality Acceptance Criteria）步驟開始了。八個(gè)階段的步驟QAC是貼片機(jī)必須滿足的準(zhǔn)確的fiE能參數(shù)。八個(gè)階段的QAC步驟中的第一步是，最初的 24小時(shí)的干循環(huán)，期間機(jī)器必須連續(xù)無誤地工作。第二個(gè)階段要求元件準(zhǔn)確地貼裝在兩個(gè)板上，每個(gè)板上包括32個(gè)140引腳的玻璃心子元件。主板上有6個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn)，用作機(jī)器貼裝前和視覺測量系統(tǒng)檢驗(yàn)元件貼裝精度的參照。貼裝板的數(shù)量視乎被測試機(jī)器的特定頭和攝像機(jī)的配置而 定，例如，機(jī)器有兩個(gè)貼片頭和兩個(gè)攝像機(jī)，那么必須用總共256個(gè)元件（35

3、,840個(gè)引腳）貼裝8塊板。這包括了貼片頭和攝像機(jī)的所有可能的組合。用所有四個(gè)貼裝芯軸，在所有四個(gè)方向：0。，90 ,180 , 270 貼裝元件。跟著這個(gè)步驟，用測量系統(tǒng)掃描每 個(gè)板，可得出任何偏移的完整列表。每個(gè) 140引腳的玻璃心子包含兩個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn)，相對(duì)于元件對(duì)應(yīng)角的引腳布置精 度為土 ”，用于計(jì)算X、丫和q旋轉(zhuǎn)的偏移。所有32個(gè)貼片都通過系統(tǒng)測量，并計(jì)算出每個(gè)貼片的偏移。這個(gè)預(yù)定 的參數(shù)在X和丫方向?yàn)橥?”，q旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橥?，機(jī)器對(duì)每個(gè)元件貼裝都必須保持。為了通過最初的“慢跑”，貼裝在板面各個(gè)位置的32個(gè)元件都必須滿足四個(gè)測試規(guī)范：在運(yùn)行時(shí)，任何貼裝位置都不能超出土 ”或土的規(guī)格。另

4、外，X和丫偏移的平均值不能超過土”，它們的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須在范圍內(nèi)，q的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須小于或等于。,其平均偏移量小于土 , Cpk（過程能力指數(shù)process capability index）在所有三個(gè)量化區(qū)域都大于。這轉(zhuǎn)換成最小或最大允許大約每百萬之個(gè)缺陷 （dpm, defects per million） 。通常，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)的性能系數(shù)超過的過程能力指數(shù)，或大約每十億之2個(gè)缺陷（6s性能）。這個(gè)測量步驟允許制造商測量其生產(chǎn)要求得到怎樣的滿足。累積完成后，單個(gè)的性能資料用來計(jì)算板上貼裝的所有元件的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏移，再?zèng)Q定Cpk。最名的QAC總結(jié)應(yīng)由測量系統(tǒng)提供，列出目標(biāo)位置，偏移目標(biāo)的量，計(jì)算出

5、各種腳距的引腳到焊盤的覆蓋面積，單位：千分之一英寸，（圖一）Name: David GunsterPattern: STD DualCal#: 3Ambient temp:Board ID: 2S/W level: SpecTime: 16:03:02Comp: 356Spindles: AllDate: 08/08/95Pitch: 10Diag: offMach Type: GSM1Head Type: HFHHead Loc: FrtPEC InformationGlobal Fiducials: 6 pointSpecificationsUIC Tolerance% VoverageX

6、, Y + -75% Theta + -LW = Pitch* .5PW = LW*Span =Correction MatrixBoard #2 DataUIC P/FEST. % COVVwPLSPXNMYNMTNMXDEVYDEVTDEVX Y TMLTE2C253c111410010C100100252610100100100393710010010010041349101001001005314418010010010067264180971001007113741801001001008154941801001001009214290100100100106262901001001

7、0011103729010010010012144929010010010013414627010010010014826627010010010015123762701001001001616496270100100100171741420100100100181831201001001001919214001001001002020114401001001002121421901001001002222322901001001002323 ,2249010C1001002424 ,1269010C1001002525 ,41111801001001002626 ,3112180010010

8、01002727 ,21141801001001002828 ,11161801001001002929412127001001001003030312227010010010031312124270100100100323211262700100100100Summary Board #2ParameterNMeanSTD DEVMINMAXCPKX32Y32Theta32Summary run #101ParameterNMeanSTD DEVMINMAXCPKX64Y64Theta64Total Boards in Run: 2圖一 ,Final run QAC suymmary機(jī)器屬性

9、運(yùn)行在機(jī)器通過這些測試后，3000個(gè)元件的機(jī)器屬性運(yùn)行開始了，貼裝全部規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)SMD包括：0603, 0805, 1206片狀，SOT23 SOIC08, PLCC44和QFP10Q是生產(chǎn)準(zhǔn)備運(yùn)行，沒有通過/失效的標(biāo)準(zhǔn)，它允許任何送料器或其它機(jī)械部分 的重置。跟蹤到的缺陷可能包括上面朝下的元件、側(cè)立或豎立的元件，偏移的元件和任何焊盤覆蓋面積小于75%勺元件。評(píng)估過程的下一步是另一個(gè) 12小時(shí)的不停止干循環(huán)。接下來是第二個(gè)玻璃心子元件運(yùn)行，要求一塊 32個(gè)玻璃元件的板，攝像機(jī)和貼片頭，和第二階段相同的過程。（貼片板的數(shù)量由頭和相機(jī)的組合總數(shù)決定。 ）再一次，為第一個(gè)玻璃元件所建立的要求必須得到

10、滿足，以使機(jī)器繼續(xù)QAC完成預(yù)定的QAC步驟后，機(jī)器必須經(jīng)歷 3000個(gè)元件貼裝的最后運(yùn)行，只允許僅僅一個(gè)錯(cuò)誤。如果不止一個(gè)貼裝錯(cuò)誤，98%根源必須找到，并更正。在這個(gè)階段，機(jī)器的內(nèi)在可用性不能低于140引腳的QFP玻璃心元件、攝像機(jī)和貼片最后的12小時(shí)干循環(huán)運(yùn)行，不允許任何失效。最后一個(gè)貼裝系列，要求用 頭來貼裝兩塊板，用測量系統(tǒng)掃描所有貼裝位置，記錄數(shù)據(jù)，作出圖表。過程能力指數(shù)板的設(shè)計(jì)幾何形狀和要求的品質(zhì)等級(jí)，決定一個(gè)給定應(yīng)用中的裝配設(shè)備的性能下情況，元件引腳貼放在板的焊盤上 （ 定位的引腳的 Wp Wl）/2 + C （C 方向上的規(guī)定限值，則板被不接受。（圖二）：基于其幾何形狀，貼裝過

11、程（精度和可重復(fù)性）要求。例如，考慮以 （只在X方向）的參數(shù)限定是焊盤上準(zhǔn)確中心的單位是）。即，當(dāng)焊盤上引腳貼放位置超出+X（規(guī)定上限）或-X（規(guī)定下限）二,Lead-to-pad coverage and deviation permitted一旦決定了板的最壞情況的規(guī)定限值，設(shè)備供應(yīng)者提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以放入下式中:Cpk = minimum of （USL - m ） / 3 s , （m - LSL） / 3 s 這里，m和s分別是平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差，通過設(shè)備在許多程序驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)中得到。這些數(shù)據(jù)和一個(gè)詳細(xì)的試驗(yàn)方法說明一起提供，通過該試驗(yàn)方法收集數(shù)據(jù)，以保證機(jī)器性能滿足所規(guī)定的性能要求。Cp

12、k的結(jié)果數(shù)值是和標(biāo)準(zhǔn)偏差值成比例的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差值落在分布平均值和最近的規(guī)定上和下限之間。Cpk是重要的，因?yàn)樗鼈鬟_(dá)了給定貼裝精度上的規(guī)定的缺陷率（圖三）。圖三,The distribution of deviation from normal X, Y and Theta.支持服務(wù)給客戶提供支持服務(wù)，對(duì)設(shè)備制造商是必須的，同樣提供保持通訊線開放的責(zé)任感，以得到機(jī)器的準(zhǔn)確的、可理解的信息。為了滿足知情的需求，應(yīng)該在發(fā)貨時(shí)提供完整的機(jī)器性能說明文件，應(yīng)該包括含有所有在QACM試期間收集的機(jī)器規(guī)格數(shù)據(jù)的表格，以及解釋術(shù)語和收集信息類型的文件。為了幫助顧客明白 QACM程和提供解答有關(guān)設(shè)備的技術(shù)問題

13、的聯(lián)系地址，文件中也必須包括直接參與QAO估的人名及簽字。除這些信息之外，操作、中斷、失效和總計(jì)修理時(shí)間加上總計(jì)貼片數(shù)量、貼片錯(cuò)誤數(shù)量、內(nèi)在可用性、內(nèi)在生產(chǎn)量和 在各PPMK平下的貼片性能、完整的技術(shù)術(shù)語解釋和統(tǒng)計(jì)關(guān)系的定義等也在機(jī)器性能文件包中。最后，提供設(shè)備長期處理性能的良好前景，以及設(shè)備制造商維持內(nèi)部制造過程控制的能力，最新70臺(tái)機(jī)器的歷史數(shù)據(jù)也應(yīng)提供。這個(gè)信息可以用以計(jì)算失效之間的、中斷之間的、停機(jī)之間的平均時(shí)間，作為一個(gè)延續(xù)的平均。70臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)可使總計(jì)貼片數(shù)從10,000+增力口至IJ 500,000+,產(chǎn)生相關(guān)的累積效益。事實(shí)上，這些為機(jī)器性能和設(shè)備制造商的內(nèi)部測量過程提供了一