毕业设计（论文）-SPI程式制作及异常处理.doc

苏州工业园区职业园区职业技术学院 2011届毕业项目IVT-REJX-50苏州工业园区职业技术学院毕业论文 2011届项目类别： 毕业论文 项目名称： SPI程式制作及异常处理 专业名称： 电子检测与维修 姓 名 ： 学 号 班 级： 指导教师： 2011年 4月24日诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文SPI程式制作及异常处理是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。 作者签名： 2011年 4 月 24 日 目 录毕业项目任务书4摘要6一、 SMT基础知识及生产流程简述7二、 SPI工作原理简述8三、 SPI程式制作流程8（一）、CAD档和BOM表的整理8（二）、Gerber档的整理9（三）、程式制作流程9四、 误判调整规则及方法18五、 常见的异常及处理方法20结 论22致 谢24参考文献24 IVT-REJX-51苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部： 电子系 毕业项目类别：毕业论文毕业项目名称：SPI程式制作及异常处理校内指导教师： 职称：高级工程师类别：专职校外指导教师： 职称：高级工程师类别：兼职学 生： 专业：电子产品质量检测班级： 21、 毕业项目的主要任务及目标任务：根据所学专业并结合工作实际，就明硕公司SMT生产流程中对锡膏检测机工作原理进行分析，以及一些异常处理。并对实际生产过程中出现的不良原因和解决方法分析探讨，以提高生产效率、节约生产成本。目标：完成一篇7000字左右的论文。2、 毕业项目的主要内容 TR7006锡膏检测机的工作原理导致印刷不良的原因以及导致SPI PASS率较低的原因SPI一些常见问题点及处理方法SPI程式制作续表：3、 主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白）SMT生产流程明硕提供的相关知识培训SOP作业规范4、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1毕业项目题目确定2011/02/012011/02/152毕业项目资料搜集2011/02/162011/02/283毕业项目初稿完成2011/03/012011/03/204毕业项目初次修改2011/03/212011/03/315毕业项目再次修改并定稿2011/04/012011/04/056. 毕业项目答辩准备2011/05/062011/05/14注： 此表在指导老师的指导下填写。摘 要SPI技在全球广泛应用，世界各知名公司都已经大量运用于SMT生产中。SPI从研发、生产到应用都是在严格控制中进行的。本论文对SMT技术以及SPI的工作原理进行简单阐述，着重讨论实习单位在名硕实习期间对SMT的认识及对锡膏检测认知。主要就SMT生产中，对其流程进行阐述，并对SPI的工作原理，程式制作流程和一些简单的异常处理做一个简述。关键词：SMT,SP流程，生产设备一、SMT基础知识及生产流程简述1、 ESD作业环境：温度：22 28，湿度：45%70%RH2、 ESD量测内容:静电手环，量测时机：每日上班前和用餐后上线前3、 SMT的三大管理目标：1达成率92% 2漏失率150PPM 3错件率=04、 垃圾分类：1工业废弃物 2生活垃圾 3危险废弃物5、 每日日保养由夜班完成 （一） SMT的含义SMT就是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。其特点有：组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。高频特性好。减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率，降低成本达30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。（二） SMT生产流程领料备料锡膏印刷SPI零件置放回焊AOI翻板锡膏印刷SPI零件置放回焊AOI目检基调入库出库二、SPI工作原理简述TR7006锡膏检测机这两者之间的关系主要是利用三角量测原理检查锡膏厚度，藉由锡膏厚度的量测可算出锡点的体积，面积，同时藉由量测出之高度分布情形的加以分析后，可以了解锡点的偏移以及是否桥接（BRIDGE）三、SPI程式制作流程一、 CAD档和BOM表的整理1.1-CAD档的整理1.1.1打开Excel，将带有“S”开头的资料保留，将其余资料删除。1.1.2选择“资料”“资料剖析” “分隔符号” 将所有选项打钩并在其他中输入“!” 完成.1.1.3选择“工具” 排序（对top面和bot面进行排序）1.14插入一个Excel工作表单，将top面和bot面分为两个工作业1.1.5将工作列表整合成以下形式：A:元件名称 B:x坐标 C:y坐标 D:旋转角度 E:T F:料号1.1.6另存新档（另存新档时在保存类型里需要选择：文字档（Tab字元分隔），保存规则：“机种名.AOI”1.2-BOM表的整理1.2.1打开Excel1.2.2保留元件名称和料号，将其他多余资料删除1.2.3选择A栏并对其资料剖析1.2.4将formatlb文件拉入Excel1.2.5选择“程式小工具”“格式化软件” “填充下一行”1.2.6在CAD当中的最后一栏中使用VLOOKUP函数将BOM表和CAD档整合二、 Gerber档的整理1 打开GC2000工具2 导入Gerber档3 将多余部分选中，用“T”进行筛选，然后将其删除，保留有用资料即可4 按照PCB进板方向对资料进行旋转和镜像5 在“CAM”“auto convert sketched pads” “top solder paste”中选择第二个6 在“CAM” “isolate”中输入“u.new” “new aper”中输入“interior polygon” “ok”7 选择“run” “padsoutmmd.gca”第一栏为保存路径，第二栏选择第二个选项8 导出三、 程式制作流程程式制作方法与要求1. Non-CAD的方式：没有任何元件资料进行程式制作，会花费较长时间。2. CAD中含有元件名称，形态，X,Y坐标以及角度的方式3. CAD中除了含有元件名称，形态，X,Y坐标以及角度以外，还加上pin的坐标的方式。4. 使用Gerber转出的LST档制作程式：直接使用Gerber档案内对于每一个锡点位置以及大小的资讯，程式制作时间较短，但系统无法得知元件名称的资讯。5. 使用CAD加上LST档：先使用CAD档案制作程式，再合并LST档案的锡点资讯，可以解决只使用LST档无法统计元件名称资讯的缺点。备注：程式制作过程需此程式之PCB，空板或上锡板不拘，但以印刷良好之电路板为佳。1.程式制作流程概述1.1选择program/GetBoardSize，出现对话盒后，可使用XY table控制界面，依序选择PCB左下角及右上角位置，以决定待测板大小。1.2决定待测板大小后，继续按下主选单program/GetBoardSize，机台随即开始扫图。1.3扫完影像后，选择主选单program/ATPG后，根据其步骤依序完成进入CAD档案，多连板配置，定位点设定，并可进入library制作界面，制作或修改函式库，最后进行Merge的动作来在整个PCB影像上配置检测框。1.4产生检测框之后，可选择主选单之program/parameter setting或是在FOV view下，将滑鼠移动到检测框位置，按滑鼠右键，选择setup后，可开始设定锡膏规格及检测参数。1.5参数设定完成，即可开始线上检测以及微调并修正检测规格。2.设定待测板大小2.1在人机界面上点选开始测试使电路板进板。2.2选择program/GetBoardSize2.3将摄影机移到待测板之左下角位置后按下Next按钮。移动摄影机的方式有二种：可以在FOV影像上点选滑鼠左键两下使摄影机直接移动到点选的位置上，或使用左下角之动作控制面板，将摄影机移动至指定的方向及距离。2.4Overlap代表每一扫描列与相邻列的重复区域。在Minimun Overlap栏位中输入指定的Overlap，单位为pixel，接着按下Optimize按钮，系统会算出最合适的Overlap。2.5按下Finish按钮。3.截取机板大图3.1按下File/Program/Scan Panel按钮。按下后Table即会开始进行扫图的动作。3.2扫完大图后。当以滑鼠左键双击点选左方大图时，右方即会显示出点选位置之FOV影像。3.3检查影像是否正常。3.4检查是否所有待测影像都有被列入大图范围内，若范围不正确则须重复设定待测板大小及截取大图动作。4.启动ATPG(自动检测程式产生器)流程4.1按下program/ATPG来建立新程式。4.2系统进入ATPG流程画面。4.3按下是，载入元件资料。5.产生元件资料档将CAD档转换成为AOI档案，在AOI档案栏位中输入目标档案之路径，或按下“浏览档案”开启AOI档案。6.编辑元件资料需将资料做编辑，使其符合多连板中定义为1号的电路板之资讯。6.1按下检视元件位置（Board View）来协助确认元件资料是否正确。6.2确认元件资料无误后按Next以进行下一步骤。6.3系统会出现是否关闭视窗对话框，按下确定才可以进行下一步。7.产生多连板元件资料对于多连板，需将单板的CAD资料转换成多连板的CAD资料。7.1.输入多连板资讯7.1.1输入多连板的行数及列数，以及选择多连板的排列顺序，若没有特殊要求，预设值为定义左上角单板为1号板。7.1.2在编辑元件资料中需将元件资料设定成与1号板之资料相同，故在此只需设定1号板之外其他板子的角度与正反面。7.2建立1号板资料7.2.1按下1号板子的Find钮。7.2.2出现寻找定位元件页面，接着按下设定定位元件按钮。7.2.3出现请先取得进板角度对话框，按下是按钮，先行设定进板角度。7.3取得进板角度7.3.1进入取得进板角度页面，按照步骤1至步骤7完成进板角度的取得，首先按下1号按钮。7.3.2出现寻找第一定位元件对话框，在元件名称中输入第一个参考元件的名称，接着按下确定。7.3.3将摄影机中心位置（影像红色十字线中央）移动至该元件中心位置上方，可调整蓝色辅助框大小使能更准确找到元件中心位置。7.3.4按下2号按钮以获得第一参考元件坐标。7.3.5出现对话框标示出第一参考元件的坐标，请按确定。7.3.6以上述方式再设定其他2颗定位元件。7.3.7最后按下7号按钮来结束取得进板角度的步骤。7.3.8出现对话框标示出计算得到的进板旋转角度，请按确定。7.4.寻找定位元件7.4.1设定1号板的定位元件位置。7.4.2输入1号板上的定位元件名称，可以选择本片板子上的任何一个元件，建议选择CHIP类元件，在寻找元件中心位置时会较为准确。7.4.3将摄影机中心位置移动到指定元件的中心位置。7.4.4按下取得元件CAD坐标按钮。7.4.5出现视窗显示1号板的定位元件坐标，请按确定。7.4.6系统回到产生多连板元件资料页面，并显示出1号板已完成的相关资料。7.4.7按下2号板中的Find按钮来设定2号板的定位元件。7.4.8按下设定定位元件按钮。7.4.9输入2号板的定位元件名称，可以选择本片板子上的任何一个元件，但为节省时间通常使用与1号板相同元件。若此板为背面板，则需选择位于背面的元件。接着按确定。7.4.10移动摄影机中心位置到指定元件的中心位置，接着按下取得定位元件CAD坐标按钮。7.4.11出现视窗显示2号板的定位元件坐标，请按确定。7.4.12系统回到产生多连板元件资料页面，并显示出2号板已完成的相关资料。7.4.13若有其他多连板须以相同的方法设定其他多连板的资讯。7.4.14有需要修改可以再次按下该板的Find按钮，重新寻找定位元件。7.4.15按Next按钮。7.4.16关闭视窗讯息，请按确定。8.学习对位标记学习对位标记以作为每片待测板位置的标准。8.1按下定位对位标记按钮。8.2首先寻找第一个对位标记(Fiducial0)。若对位标记点有坐标列在CAD中，则可直接输入其元件名称，接着按确定，若对位标记点没有坐标列在CAD中，则可按无CAD，以手动寻找对位标记。（1） 有CAD步骤1.输入对位标记的名称及所在板号，并按下确定。Panel NO.标示要制作的定位点属于哪个单板，设定0标示制作整片板子的定位点。Board NO.标示所要设定的定位点是位于哪一个单板上。Ficuial栏位是选择要作为定位点的元件名称。步骤2.系统会将摄影机自行移动到所在元件位置。（2） 无CAD步骤1.按下无CAD按钮。步骤2.出现手动寻找对位标记视窗，请按确定。步骤3.需要使用运动控制视窗或按滑鼠左键来移动摄影机至指定之元件位置。步骤4.按下滑鼠右键，选择Auto Fiducial Mark，系统自动对正对位标记。然后按下OK按钮。步骤5.出现视窗显示第一标记点的坐标，按确定。步骤6.手动寻找对位标记按钮，设定第二对位标记点。步骤7.输入第二个对位标记点的名称以及所在的板号，按OK。或按下NO CAD使用手动寻找定位标记位置。步骤8.当摄影机对准对位标记且检测框大小调整适当后，按下OK按钮。步骤9.出现视窗显示第二标记点的坐标，按确定。步骤10.按下手动寻找对位标记按钮，设定第三对位标记点。整体的定位点至少要设定3个。步骤11.若有需要可以继续按手动寻找对位标记按钮，在Panel NO.栏位输入单板号码，以针对单板设定定位点。步骤12.完成的定位标记点影像会显示在画面的右侧。步骤13.若对所学习的影像不满意可以按M按钮，选择需要编辑的对位点号码后重复学习。步骤14.若对所学习的影像不满意可以按-按钮删除，选择需要删除的对位点号码后将之删除。步骤15.按Next。步骤16.出现关闭视窗讯息请按确定。步骤17.系统询问是否要重新产生元件资料库，若又pins.asc档案且欲重新建立元件资料库的话可以选择确定，若要使用已经存在的元件资料库档案的话请按取消。一般情况下都按取消居多。9.编辑元件资料库(Library)此步骤是针对不同封装类型(Type)的元件，建立其专属的资料库，其内容包括产生所需要的检测框、安排检测框的大小及位置，以及设定各检测框的参数等等。所产生的元件资料库将被储存在C:/AOI/package library资料夹中。9.1在ATPG流程栏位之左下方，选择Tune页面，接着点选Library。在Component Type列表上按两下，此时摄影机会先寻找对位标记点，接着即列出所有类型的元件列表。9.2所列出的类型中，蓝色记号表示系统中已经储存有元件资料库，红色记号表示此类型之资料库尚未建立。9.3在列表上一滑鼠左键点选后，可以编辑或检视该类型元件之资料库。9.4若所有所需之元件之资料库皆已完成，则可以将视窗关闭跳回流程页面中之整合步骤。10.整合元件库此步骤是对于此电路板上所有的元件，套用其所属种类的元件资料库。10.1按下Merge All按钮，表示所有类型的资料库都要整合进程式中，若按下Merge按钮表示只针对右方所选取的元件种类作整合，一般的情况都是使用Merge All按钮整合全部。10.2出现警告视窗，表示若重新进行整合步骤将会覆盖原先资料，请按下是。若按下否，表示将此动作取消。10.3整合成功，请按确定，在整合的步骤中系统会自行计算元件资料库的配置逻辑，若有问题会在下方警告区域显示详细内容，且上方元件种类前也会有小型图示显示，蓝色代表成功，黄色代表警告。10.4完成后请按Next。10.5ATPG步骤完成。10.6按关闭按钮将ATPG视窗关闭后进入主程式画面。11.主程式参数设定11.1将所有的检测框高度的参数统一赋予0.13。按下F3按钮，将height的参数赋值为0.13并将前面的选项打钩，选择All solder area，点选Apply。11.2通过Gerber所提供的面积和基准高度0.13计算出个检测框的体积。按下F3按钮，将height前面的选项打钩，点选cal.volume，选择All solder area，点选Apply。11.3设置上下限。将所有面积，体积，高度的上下限设置为45%175%。在面积，体积，高度中的下限中输入55，上限输入75，并将其前面的选项打钩，选择All solder area，点选Apply。11.4将所有IC类的元件的偏移量设置为0.2mm，其他元件的偏移量设置为0.5mm。12.保存程式将程式以机种名和所对应的料号进行命名保存。四.误判调整规则及方法首先我先讲一些有关误判调整的方法，作为一个SPI工程师会处理一些简单的异常虽然说很重要，但更重要的是要会调整误判，因为平日中做的更多的就是误判调整，虽然说不同于AOI，由于贴片机的换料，和置件位置的不稳定需要时时刻刻的做调整。但是由于DEK机的印刷不稳定，我们就需要根据当前的印刷状况，对SPI做出相应的调整，以减少误报。目前对于SPI的PASS率，针对主板而言，一线因为主要为CHIP类的零件所以我们要求做到95的PASS率，二线因为多为一些IC类零件和BGA，所以目前要求的PASS率为93.排除以上一些因素后，针对个别零件产生的误报，我们可以做出相因的调整，针对每个PAD上的锡膏都有一个上下限值，我们一般把下线设为45，上线设为175，意思说对于一个PAD根据它的中心值计算，如果说印刷在45到175内，则为印刷良好，当一个PAD上的锡膏下线低于45或者介于45时，SPI会报印刷锡少，当锡膏的上线超过175或介于175时，会报印刷锡厚，当一些误报锡少或锡厚的时候，我们可以根据误报大小对PAD的中心值进行变更，以减少误报。有时候因为同一个PAD上印刷两块锡膏，由于印刷品质的不稳定性，会产生印刷短路的误报，简单来说如果一个PAD上印有两块锡膏，即使两个锡膏短路，也为假性短路，属于误报，但如果说是不同PAD上的2个锡膏短路，此为真短路，需将PCB板收起，不可留到贴片机内置件。对于假性短路，我们有个短路设置可避免产生的误报，它分为上下左右，4个选项，如果选项打钩则表明这个PAD四周都进行短路测试，如果说不想进行短路测试，只需要将短路测试内的钩去掉即可，这样即可减少假性短路而产生的误报。有时并非PAD间的锡膏印刷短路会产生短路误报，有时候因为一些杂讯点干扰也会造成短路误报，我们可以根据实际情况进行修改，一个可以将过滤杂讯点的PRE-PROCESS选项勾选起来减少误报，也可以通过RANGE1(过滤长条圆中的杂讯)，RANGE2（过滤长条圆中的亮点或暗点），可以通过对这2值进行参数设定来过滤杂讯，也可通过改变PAD的受性范围来减少误报。五.常见的异常及处理方法1机台报“错误日志”这通常是因为机器在正常运行的时候人员误操作导致的，通常为乱按鼠标或键盘。解决方法：关闭报错信息，重新打开软体即可正常测试。2软体在测试中死机，通常表现为软体始终停留在测试的画面当中，而相机却停留不动，并不在测试，点击关闭窗口也无法关闭软体，则表明软体死机。解决方法：从进程中关闭软体，重新打开软体，可正常测试。3软体报错，无法关闭软体，也无法结束进程，通常这种情况是非正常关机导致的，人员未按正常关机步骤，先关闭了PCL后关闭软体，从而导致软体报错，无法关闭软体。解决方法：强行关机或重启电脑即可。4R盘连接中断，通常SPI每测试完一片PCB板都会将测试的数据传送给SPC，以便将来的品质追述，而如果R盘连接中断就会导致无法将资料传送给SPC，软体也会在每测试完一片PCB板资料就报R盘连接中断，也会导致PCB板在机台内停留几秒才松板，从而延长了Scantime，导致产能的delay。解决方法：重新连接R盘即可，如果任然连接不上，请检查SPC的电脑是否打开，如果关闭，打开SPC电脑重新连接即可，如果任然不行，请检查SPC电脑下方的小电脑处于运行状态还是关闭状态，如果处于关闭状态请检查spc电脑后方的水晶插头是否松动，插紧后重新连接R盘即可，如果不行，则证明水晶头NG，重新换根网线接上后再连接R盘即可。5SPC死机，通常SPC死机也会导致R盘连接中断，导致资料无法正常传输。解决方法：此时先将R盘中断后连接到本地，待SPC电脑维修好后重新连回原R盘即可（连接本地的方法：在SPI机台我的电脑C盘文件夹下新建一个文件夹，可以以当天日期命名，然后将此文件夹共享，以本机台的IP地址为链接钮，链接R盘，将资料暂时存放于本地磁盘内，待SPC维修好后链接回原R盘即可，并将本机台内存放的资料剪切到SPC电脑C盘的test-data文件夹下，让其自动转档即可）6当SPI机台报R盘空间不足，此时也会导致SPC内的资料无法正常转档，且每测试完一片PCB板机台会报同样的错误，需人员敲下Enter键，PCB板才会出板，通常这种情况是因为SPC电脑c盘的磁盘空间不足导致的，通常当SPC电脑C盘容量小于2000MB的时候SPC上的小花瓶会报错，SPI机台电脑也会反复报错。解决方法：将SPC电脑C盘内的资料删除部分，使得C盘有足够的空间可以转档，重新打开小花瓶即可正常转档，此时SPC电脑也停止报错。7SPC的小花瓶报错，或者报大量资料传输错误，此时也会导致SPC电脑无法正常转档，但并不影响正常测试。解决方法：将小花瓶卸载重新安装后即可正常转档，切记重新安装后一定要跟新SPC，并对SPC进行相对的设置，否者会导致转档资料无法正常转档。8打叉板，通常一些代工的PCB板有连板的时候，有时会选择打叉，部分区域不置件，虽然说并不影响锡膏的正常测试，对SPI并无较大影响，打不打叉并不重要，但为了提高PASS率，通常我们会将不置件的部分也打叉不进行测试。解决方法：在工具中选择SKIP BOARD，会将当前PCB板的形状显示出来，将不测的部分打叉即可。则对打叉部分系统不进行检测。9测试超时，目前我们的的机种主要以J_MODE为主，SPI的测试时间一般要求做到20S一片板子，为了提高scantime，必要时可以将曝光时间减小一般设为20或者25，而板弯补偿一般不动，一线为40，而线为48，将扫描速度提高，从而缩短scantime，如果感觉效果不佳，可以将