在SMD贴装工艺中获得长期的稳定性

在SMD贴装工艺中获得长期的稳定性ByGünterSchiebel本文简要描述MCT工艺和贴装精度的基本原理。然后介绍一种专门的校正方法，该方法允许贴装精度的测试，以帮助满足今天迫切的市场需求。当今产品的普遍趋势是小型化，同时又要增加性能和降低成本，这不可避免地导致在SMT所有领域中的更大的工艺开发。例如，高性能贴装系统的用户希望供应商有新的发展，从而可以大大增加贴装产量，同时又提高贴装精度。就贴装的最重要方面：贴装精度而言，用户都希望所规定的设备参数值可以维持几年不变。这些规定的值通常作为机器能力测试(MCT,machinecapabilitytest)的一部分，在供应商自己的地方为贴装机器的客户进行检验。MCT工艺贴装系统的标准偏差和标称值的平均值偏差，是贴装精度的两个核心变量，作为MCT的一部分进行测量。MCT是以下列步骤进行的：首先，将某个最少数量的玻璃元件贴装在一块玻璃板上的粘性薄膜上。然后使用一部高精度测量机器来测定所有贴装的玻璃元件在X，Y和θ上的贴装偏差。测量机器然后计算在有关位置轴X，Y和θ上的贴装偏移(标称值的平均值偏差)。在图一中以图形代表的MCT结果得到如下的核心贴装精度值：标准偏差=8µm贴装偏移=6µm图一、MCT结果的图形表示通常，我们可以预计贴装偏差符合正态高斯分布，允许变换到更宽的统计基数，如3或4σ。对于经常使用的统计基数，上述指定的贴装系统具有32µm的精度。将导出的精度与所要求的公差极限相比较，则可评估机器对于一个特殊要求的可适用性。机器能力指数(cmk,machinecapabilityindex)已经被证明是最适合这一点的。它通常用来评估机器的工艺能力(processcapability)。一旦上限(USL,upperspecificationlimit)与下限(LSL,lowerspecificationlimit)已经定义，cmk可用来计算贴装精度。由于极限值一般是对称的，我们可以用简化的规格极限SL=USL=-LSL进行计算，如图一所示。挪cm僻k=蛇规格肯极限受-贴仇装偏管移妈3x经标准凶偏差钥=腹3S易L-爹µ刺3σ以下的cmk结果是针对图一所提出的条件和客户所定义的50µm规格极限。太cm歼k=百SL描-µ独稍3σ摩=队(5智0-虎6)提µm瓜微24誉µm疏=1买.8丧3因此，cmk评估贴装位置相对于三倍的标准偏差值的分散与平均偏差(贴装偏移)。在实际中，我们怎样处理统计变量σ、cmk和百万缺陷率(DPM,defectspermillion)？在今天的电子制造中，希望cmk要大于1.33，甚至还大得多。1.33的cmk也显示已经达到4σ工艺能力。6σ的工艺能力，是今天经常看到的一个要求，意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中，DPM的使用是有实际理由的，因为每一个缺陷都产生成本。统计基数3、4、5、6σ和相应的百万缺陷率(DPM)之间的关系如下：伏3σ果=嚼2记,7乡00居D拌PM

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昨6σ岂=融0切.0浆02浴DP界M这里是其使用的一个实际例子：在一个要求最大封装密度的应用中(如，移动)，对于0201元件的贴装精度要求可能是75µm。歉宫第一汽种情贷况：灾我们鼻依靠厚供应抬商所按规定戒的7于5µ练m/肥4σ湖的贴昨装精猫度。绵在这或种情耕况中尤，我职们希俗望在忘一百燃万个裹贴装休中，梁不多政于6涝0个蚊将超默出±彩75峰µm董的窗盆口。僻鄙第二直种情唤况：党MC对T基勾于某耕一规粗格极梦限产经生1赖.4惩5的膨cm拆k。丢因为越1.悉33各的c鱼mk娱准确活地定物义一伙个4再σ工剪艺，弊我们钳可以光预计众得到桃由于胞贴装饥偏差复产生狡的缺蒜陷率艰低于章60艘D摘PM席。宗贴装嗽偏移泛的优枪化幼棵在S炕MT匀生产娱工艺邪中，休如果搂怀疑酱在印椒刷电姐路板渗上的况整个梯贴装边特性醒由于洗外部仆机械犯的影辣响而孤已经旱在一疑个特钞定方尖向移锹动太挂多，居那么俊贴装衰设备仅必须商重新舟校正船。因特此这姜个贴嫂装偏凤移必窄须尽线可能构地减心少。恋有大固量贴的装系锄统的改表面减贴装联元件主(S雀MD饿)电春子制晃造商骗以类脱似于纳MC吼T的兰方法松进行载贴装竿偏移粪的优前化，尖并使铺用其姻它的莫测量始机器腰。在龙相关豆位置娘轴X测、Y染和θ系上得懂到的连贴装率偏移围结果低手工千地输酷入到茄贴装华系统污，用宪于补假偿的阿目的升。脑饰下面姓描述愈的是请结合迫在贴启装机贤器内监的一扒种贴唇装偏戚移优驼化方共法。版炼这里洞想法火是要锁在贴谋装系师统上俘允许味运行恒一个央类似溪的测卷量程绪序，佩该程殃序通带常是盲MC俘T的即一部巩分。团目的史是，仔机器听找出灵在X近、Y猪和θ剪上的但贴装纱偏移视，然垫后以摘一种沸不再歇发生迹偏移倍的方直式使炊用。贸搂整个河过程陵是按盆如下贞进行动的：个尽可罚能最倚大数酷量(搂如4姨8)绑的玻导璃元适件使狮用双索面胶盯带贴塞装在揪玻璃茅板上冠。每独一个烟玻璃侮元件乌在其伞外边瘦缘上粱都有英参考岔标记弃。在锁板上捏也有芝参考爆标记失，紧碌邻元拉件的茂参考周标记弓(图域二)级。睡图二魂、找鹅出贴苏装偏石移的凑原理程撒在贴圣装之席后，阻用P贴CB剑相机思马上弱拍出声板上捷和元西件上返相应绑的参拆考标膊记的她四张锣连续替的照肆片。畅然后洗把通租过评杏估程耳序计柏算出脸的和旗用户俱接受键的X遭、Y俊和θ厉贴装顿偏移莲传送墓到有购关的栗机器液数据手存储捎区域渣。再播没有经必要印使用置传统泰的手虽工位俭移输窗入。慎由于印该集芽成的引方法菠使用兔了相铸对测骂量而把不是丹绝对养测量业，位纺置精候度与悦贴装葬系统凡的动道态反气应不舒会反揪过来汉影响篮结果鞭的质璃量。丹只有锹PC房B相梨机的齿图象胞分辨别率和亡质量敲才是俊重要恐的。这因此史这个降所描倒述的描专利达方法菠具有盘测量匹机器骂的特矮性。王洲下面帮的例股子显概示1删.3偶3的畏cm怕k可舒以怎楚样使窑用集让成的寄贴装耕偏移抖优化丰来提庄高至船1.鞠92外。困垮假设找如下惑初始才条件何：炒奥SL欣=优5销0隐µm啄产标准晨偏差化=碑8何µ衔m被母贴装看偏移先=旱1参8毕µm扶菠原始艇c察mk其:都cm黄k=乒SL铺-µ宏m甩3σ嚷=纱(5秀0-常18屿)µ凉m跳24役µm齿=1四.3冈3咳图三滨、贴爪装偏提移优雄化的泡图形球表示呈甜将贴犬装偏部移减列少到槽，比完如说士，4绞µm爷如图抄三所葛示，够那么麦cm件k的杜值将摸有很赤大改菌善。舌渐贴装伴偏移震优化狡之后而的c电mk剩：价cm侄k=田SL槽-µ删m泊3σ块=屈(5跟0-限4)内µ