【正文】 的測(cè)量。這里，焊盤(pán)對(duì)焊盤(pán)間距為本10和12mil。 元件方向，在單元A、B、C和D中，研究的元件方向?yàn)?176。為了理解每個(gè)工藝步驟最整個(gè)0201裝配工藝的影響，我們進(jìn)行檢查了每個(gè)工藝步驟。有趨勢(shì)顯示，每年所貼裝的無(wú)源元件的數(shù)量在迅速增加，而元件尺寸在穩(wěn)步地減小。這些元件的質(zhì)量極小，而接觸焊膏的面積卻很大，因此可連續(xù)采用超高速工作臺(tái)方式貼片這類(lèi)元件。元件系數(shù)等于質(zhì)量高度/端子焊盤(pán)面積（圖2）。 　　優(yōu)化程序的效果如何？　　貼片機(jī)的優(yōu)化程序有助于元件貼片質(zhì)量的改善。工作臺(tái)速度方式的設(shè)置適用于不同類(lèi)型的元器件，而且元件數(shù)據(jù)庫(kù)中已帶有相應(yīng)的缺省參數(shù)設(shè)置?！　∫虼?，制造過(guò)程中需控制PCB在生產(chǎn)線上的傳送速率。在生產(chǎn)過(guò)程中常常需要更換元件卷帶，有時(shí)，更換的元件不是同一個(gè)廠家生產(chǎn)的，這種元件外形尺寸可能有所差別?！　∪绻褂貌划?dāng)，元件貼片后，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)工作臺(tái)的運(yùn)行會(huì)使元件翻轉(zhuǎn)?！　CB沿XY方向運(yùn)行，使PCB精確地定位于規(guī)定的貼片位置，而貼片機(jī)核心的轉(zhuǎn)塔在兩點(diǎn)間攜帶著元件，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)施視覺(jué)檢測(cè)，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正（圖1）。元件吸取和貼裝的高度將是關(guān)鍵的，對(duì)于初始的元件吸取，送料器軸的調(diào)整是需要的，盡管機(jī)器可以在吸取位置補(bǔ)償元件的偏移。、40181。一個(gè)起作用的因素是板的支撐，沒(méi)有支撐元件可能從過(guò)高的高度落下或被壓入錫膏中。　　當(dāng)顆粒大小大于20181。在Z方向177。事實(shí)上，試驗(yàn)表明0201元件要求99%的吸取可靠性。m。　　確認(rèn)所面臨的挑戰(zhàn)　　小的元件提出了許多問(wèn)題。在機(jī)器制造商、元件供應(yīng)商、電路板制造商、模板工廠和錫膏制造商之間的關(guān)系需要加強(qiáng)，以形成一個(gè)更加無(wú)縫的(seamless)開(kāi)發(fā)過(guò)程。m的等級(jí)，實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為35~45181。因此，Ramp。這樣形成一個(gè)長(zhǎng)而細(xì)的吸嘴軸，彎曲脆弱但還必須保持精度以維持吸取的高可靠性。過(guò)壓是由于當(dāng)貼裝頭上下運(yùn)動(dòng)是所產(chǎn)生的慣性造成的。在適當(dāng)?shù)剡M(jìn)給元件之后，下一步是將元件吸取在真空吸嘴上，并把它帶到電路板上。 　　為了達(dá)到這個(gè)，送料器(feeder)工作臺(tái)必須精密加工，以保證單個(gè)送料器的可重復(fù)定位，并且使用雙軌線性移動(dòng)導(dǎo)軌與一個(gè)高分辨率半封閉循環(huán)的伺服系統(tǒng)相結(jié)合。D)的許諾。合約制造商(CM, contract manufacturer)也必須具備新的技術(shù)，以保持裝配工藝最新和為客戶提供完整的服務(wù)范圍?！　‰S著0402元件的出現(xiàn)，工藝挑戰(zhàn)又增加到那些需要為成功的元件貼裝而探討的問(wèn)題之中?！　≡谶@個(gè)期間，機(jī)器與元件兩者都迅速進(jìn)化?！　?duì)SMT最早的普遍接受是發(fā)生在八十年代早期，那時(shí)諸如Dynapert MPS500和FUJI CP2這些機(jī)器進(jìn)入市場(chǎng)。　　0402(1608)包裝的出現(xiàn)在PCB裝配的各方面都產(chǎn)生了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)?！　‖F(xiàn)在，進(jìn)入了0201。另外，傳統(tǒng)的工業(yè)帶包裝(taping)規(guī)格對(duì)于可靠的0201貼裝允許太多的移動(dòng)，而工藝控制水平也必須提高，以使得0201貼裝成為生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)。 元件送料器工作臺(tái)。送料器必須制造達(dá)到極緊的公差，以保證吸取位置維持可重復(fù)性，不管元件高度和大量的可能元件位置的變化。對(duì)基本的鏈輪設(shè)計(jì)所作的改變得到定位精度的改進(jìn)，比較早的設(shè)計(jì)在X方向提高20%，Y方向提高50%。 吸嘴設(shè)計(jì)?；w框架設(shè)計(jì)是減少產(chǎn)生振動(dòng)和諧波共振的速度與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的關(guān)鍵第一步。為了達(dá)到 6 Σ 的貼裝可靠性，X與Y的公差必須減少到50181?！　‰m然機(jī)器現(xiàn)在具備這個(gè)能力，但只有一小部分使用者將準(zhǔn)備在未來(lái)12~24個(gè)月內(nèi)邁出使用0201貼裝的步伐。例如，0201片狀電容比0402小75%，在電路板上所占的面積少66%，這些元件在本十年的早期將出現(xiàn)在一些通用的印刷電路板上，而甚至更小的01005片狀元件到2005年將在空間更珍貴的模塊電路板上看到。對(duì)于密度高的PCB，貼裝精度直接影響回流焊接后的裝配缺陷數(shù)量，例如，貼裝偏移會(huì)增加錫橋、錫珠、元件豎立和元件不對(duì)準(zhǔn)焊盤(pán)的機(jī)會(huì)。雖然這個(gè)絕對(duì)距離意味著很小，但是研究表明該工藝留下很少犯錯(cuò)的余地。沒(méi)有三個(gè)軸上的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋，送料器的校準(zhǔn)是關(guān)鍵的?！　?huì)發(fā)生什么呢？有趣的是進(jìn)一步調(diào)查顯示當(dāng)元件只是貼裝在助焊劑上時(shí)，元件不會(huì)發(fā)生由于超程的滑移，但是在錫膏上時(shí)會(huì)發(fā)生。它也可能增加高密度貼裝的錫橋，因?yàn)楫?dāng)使用無(wú)焊腳焊盤(pán)時(shí)，元件會(huì)將錫膏從零件下擠出(圖二)。所有這些都必須意識(shí)到如何滿足和處理即將面臨的01005元件的挑戰(zhàn)?！　☆A(yù)防性維護(hù)總是生產(chǎn)的一個(gè)重要部分，現(xiàn)在由于0201貼裝而更加重要?！　∪欢?，經(jīng)多年的進(jìn)展，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的基本原理卻沒(méi)有任何變化。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的貼片速度每小時(shí)可達(dá)53，000個(gè)元件以上。然而，人們的目光關(guān)注著不停運(yùn)動(dòng)著的工作臺(tái)。這樣會(huì)導(dǎo)致元件在PCB上方略高的位置就被釋放，與直接貼片到潤(rùn)濕、有粘性的焊膏上有所不同?！　∑渌に囈蛩亍　≡赑CB印刷焊膏后，需要在傳送機(jī)上等待多長(zhǎng)時(shí)間？焊膏的制造廠家總是說(shuō)焊膏可敞開(kāi)放置達(dá)6個(gè)小時(shí)，然而，這只對(duì)大量焊膏才是真實(shí)的?！　」ぷ髋_(tái)運(yùn)動(dòng)的控制　　現(xiàn)代轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)具有用戶控制XY工作臺(tái)運(yùn)行速度和加速度的功能。而實(shí)際上，雖然，工作臺(tái)速度延長(zhǎng)了貼片機(jī)的工作周期，但較大的和重的元件已使用較慢的凸輪速度來(lái)實(shí)施拾取和移動(dòng)的操作。然后，工作臺(tái)以最低的編程速度運(yùn)行到卸載位置，PCB從此位置返回到傳送機(jī)，并送入下一道工序。這些元件都是電子組裝業(yè)最常用的元件，占貼片元件總數(shù)的95%以上。一種良好的制造工藝將會(huì)提高生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)量和質(zhì)量。最近進(jìn)行了一個(gè)0201元件的高速裝配研究，對(duì)每一個(gè)工藝步驟進(jìn)行了調(diào)查研究。標(biāo)稱(chēng)焊盤(pán)變化為177。 所有測(cè)試板使用相同的裝配設(shè)備裝配：一部模板印刷機(jī)、一部高速元件貼裝機(jī)、和一臺(tái)七溫區(qū)對(duì)流回流焊接爐?！　∧０逵∷⒌脑囼?yàn)結(jié)果　　表一列出只檢查印刷影響的試驗(yàn)。含有錫橋的焊盤(pán)和沒(méi)有錫膏的焊盤(pán)被認(rèn)為是缺陷(圖三)?！　?。用來(lái)評(píng)估每個(gè)試驗(yàn)條件的標(biāo)準(zhǔn)是0201元件的貼裝精度。因此，貼裝的最大偏移發(fā)生在象限40。這些參數(shù)在一個(gè)要求九次不同反復(fù)的DOE中設(shè)定(表四)。　　回流焊接試驗(yàn)結(jié)果　　對(duì)于在表五中所列出的每一個(gè)試驗(yàn)，重復(fù)做三次，每次重復(fù)總共564個(gè)元件，或者每個(gè)試驗(yàn)1692個(gè)元件。錫橋在兩個(gè)相鄰的焊接點(diǎn)連接到一起的時(shí)候發(fā)生，將元件短接在一起。圖五描述每個(gè)試驗(yàn)發(fā)生的缺陷數(shù)量。錫膏缺陷的數(shù)量在這兩次試驗(yàn)中比在用每一次印刷都擦拭模板的類(lèi)似試驗(yàn)中要多得多。還有，諸如錫膏滯留時(shí)間、液相線以上時(shí)間和峰值溫度等變量對(duì)工藝缺陷數(shù)量有很小到?jīng)]有影響?！　〕瞬檎胰毕葜猓N裝后的檢查工具也可以檢查影響精度、質(zhì)量和裝配過(guò)程效率的工藝更改情況?！　D一和圖二顯示了X和Y偏差圖，、面積與體積的函數(shù)。然后元件貼裝在膠帶上，這樣錫膏就不會(huì)影響貼裝精度。這個(gè)說(shuō)法不是意味著模板印刷工藝的品質(zhì)對(duì)結(jié)果沒(méi)有影響，特別是，印刷后錫膏塊的量是決定回流后焊接點(diǎn)品質(zhì)的主要因素。標(biāo)準(zhǔn)偏差提供貼裝精度可變化程度的一個(gè)測(cè)量參數(shù)。圖五繪出了X偏移的標(biāo)準(zhǔn)偏差圖，X偏移作為對(duì)一塊板的吸嘴編號(hào)函數(shù)。　　這個(gè)問(wèn)題是使用錯(cuò)誤的吸嘴吸取圓柱形的0805元件所導(dǎo)致的故意的錯(cuò)誤結(jié)果。可是這種技術(shù)可能還不足夠穩(wěn)健，對(duì)具有高度自然變化性的工藝過(guò)程，如電子裝配，產(chǎn)生正確的決定。作為處理系統(tǒng)構(gòu)架的一部分，我們寫(xiě)出了一個(gè)應(yīng)用程序，使得每一個(gè)板可看作一個(gè)隨其在裝配線上移動(dòng)積累數(shù)據(jù)的物體?！　」δ軠y(cè)試(functional test)在最終測(cè)試與過(guò)程中測(cè)試的使用量正在增加。下面是一些測(cè)試工程師可能必須面對(duì)的一些建議。 預(yù)計(jì)數(shù)量(每條生產(chǎn)線/每天/每班，等) 定義好的激發(fā)信號(hào)作用到UUT的輸入，一套特定的數(shù)據(jù)應(yīng)該從UUT輸出。 I/O連接器是不是容易探測(cè)或連接？ 　　校準(zhǔn)　　功能測(cè)試經(jīng)常用來(lái)校準(zhǔn)模擬電路。他們使用這個(gè)方法是因?yàn)槭謾C(jī)設(shè)計(jì)成廉價(jià)裝配的制造的，也不需要完全拆裝。　　為測(cè)試考慮的設(shè)計(jì)(Design to test)　　工程設(shè)計(jì)通常都被推動(dòng)，以最低的成本在最小的盒子中提供最好的技術(shù)。 UUT的支持 這些電纜通常有較低的壽命期望，當(dāng)比較一個(gè)針床夾具的探針時(shí)。消除了校準(zhǔn)和診斷的手工探測(cè)，因?yàn)轫斏w訪問(wèn)了所有有關(guān)的區(qū)域。在可能的地方，盡量做到測(cè)試點(diǎn)清楚地標(biāo)明。 　　回答這些問(wèn)題可能是測(cè)試工程師要評(píng)估測(cè)試針的形式、修改文件來(lái)更好地確認(rèn)測(cè)試點(diǎn)在哪里，或者甚至改變對(duì)操作員的水平要求。 測(cè)試點(diǎn)的靠近程度 記住該方法還會(huì)比人工操作員快得多。時(shí)間限制是關(guān)鍵的，因?yàn)楫a(chǎn)量是不大可能妥協(xié)的。通過(guò)使用X射線檢查，BGA、微型BGA和倒裝芯片元件的隱藏焊點(diǎn)的特性可以用可靠的和非破壞性的的方式在生產(chǎn)運(yùn)行的早期檢查出來(lái)。有人提出過(guò)幾個(gè)方法作為測(cè)量技術(shù)，用來(lái)決定這些焊點(diǎn)的品質(zhì)。不能有效確認(rèn)焊點(diǎn)內(nèi)排回流焊接有多好和是否內(nèi)排實(shí)際上適當(dāng)?shù)睾附釉陔娐泛副P(pán)上。當(dāng)這些缺陷在X光圖象中出現(xiàn)時(shí)，工藝過(guò)程需要調(diào)整。還有，彎曲的PCB可能造成不充分焊接的連接。 　　由于來(lái)自正常環(huán)境使用的應(yīng)力所造成的PCA的撓曲可造成一個(gè)有空洞朝焊盤(pán)/錫球連接外邊或大空洞的焊錫點(diǎn)裂開(kāi)。在板的某個(gè)區(qū)域集中許多大的BGA，可能要求太多的加熱，會(huì)造成PCA的較少元件的區(qū)域燒壞元件。這也將不斷形成與BGA/PCB焊點(diǎn)附著有關(guān)的問(wèn)題。在接收標(biāo)準(zhǔn)中，不能存在短路或橋接的焊點(diǎn)，除非它們專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成底層電路或BGA?！　∈褂脤?shí)時(shí)X光檢查來(lái)評(píng)估焊接點(diǎn)和保證一個(gè)高的過(guò)程合格率已經(jīng)成為成功的BGA裝配的一個(gè)必要元素。X 光 測(cè) 試 的 得 失 By Colin Charette 　　本文介紹，怎樣評(píng)估X光測(cè)試技術(shù)在你的PCBA制造工藝過(guò)程中的需要。從這些能力，可勾勒出X光測(cè)試的潛在優(yōu)點(diǎn)。 透射系統(tǒng)對(duì)單面板是好的，但在出來(lái)雙面板時(shí)有問(wèn)題。 測(cè)試決定不是主觀的 對(duì)單面和雙面PCBA都好 對(duì)單面PCBA好 對(duì)單面PCBA好 勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別如果檢查所有的板 選擇X光系統(tǒng)　　不同的因素影響購(gòu)買(mǎi)X光系統(tǒng)的決定。 其它測(cè)試設(shè)備的成本與能力 以下給出X光測(cè)試的成功用戶的例子：例子一：電信制造商　　特征：高混合度、低到中等產(chǎn)量的復(fù)雜板　　背景：該行業(yè)的一個(gè)強(qiáng)大趨勢(shì)是向著受局限的訪問(wèn)性電路板。另外，該行業(yè)具有非常高的計(jì)算機(jī)每年失效率 大約35%。具有在ICT或功能測(cè)試準(zhǔn)備就緒之前將試產(chǎn)的板發(fā)送給顧客的能力。X光測(cè)試提供高測(cè)試覆蓋率，不管測(cè)試的可訪問(wèn)性。最初，人們認(rèn)為，以最快的速度、最少的報(bào)廢貼裝元件的機(jī)器是最好的。這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是費(fèi)時(shí)的，對(duì)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)是耗費(fèi)資金的。一臺(tái)機(jī)器的X，Y和Θ 誤差是單獨(dú)考慮的，而不是共同地。節(jié)拍時(shí)間反映貼放每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件到在四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的玻璃組合板上的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)使用了一個(gè)獨(dú)特的引腳到焊盤(pán)(leadtoland)覆蓋的測(cè)量。它結(jié)合了貼裝產(chǎn)出和貼裝品質(zhì)，因此速度與精度參數(shù)相互依賴(lài)。元件尺寸已經(jīng)變得更小，貼裝位置變得更緊密。X光測(cè)試的其它重要能力是開(kāi)發(fā)時(shí)間短、不要求夾具、和可靠地抓住其它測(cè)試方法經(jīng)常錯(cuò)過(guò)和可能引起現(xiàn)場(chǎng)失效的缺陷的能力。例子四：航空制造商　　特征：高混合、低產(chǎn)量　　背景：高品質(zhì)是該工業(yè)的最關(guān)鍵的方面，因?yàn)槭Э赡苁遣粚こ５陌嘿F?！　y(cè)試策略：使用100%ICT結(jié)合100%X光測(cè)試　　受益：現(xiàn)場(chǎng)失效戲劇性地減低。高品質(zhì)與到達(dá)市場(chǎng)的時(shí)間也是該行業(yè)中很重要的。 原型ICT成本 現(xiàn)在與未來(lái)在ICT和功能/系統(tǒng)測(cè)試的缺陷帕累托(pareto) 靈活性，使用簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 全自動(dòng)，設(shè)計(jì)用于在線適用 靈活性、使用簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 設(shè)計(jì)用于100%的電路板測(cè)試 表二說(shuō)明了不同X光系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 工藝過(guò)程缺陷的高覆蓋率，典型地97% 這個(gè)受局限的測(cè)試訪問(wèn)意味著制造商必須擴(kuò)展測(cè)試策略，而不只是視覺(jué)檢查、ICT和功能測(cè)試?！　∪绻a(chǎn)運(yùn)行協(xié)調(diào)良好，使用現(xiàn)代回流爐，BGA的自我對(duì)中特性使得X光檢查也將找不出太多的缺陷。不對(duì)準(zhǔn)是不允許的。包括：空洞　　焊接空洞是由加熱期間焊錫中夾住的化合物的膨脹所引起的。旁通孔(via)　　旁通孔經(jīng)常設(shè)計(jì)到PCA中。 　　如果空洞完全被包住，錫點(diǎn)裂開(kāi)是不可能的，因?yàn)閼?yīng)力一般會(huì)均勻地作用于焊盤(pán)/錫球焊點(diǎn)。在許多情況中，只有PCA的斜視圖才顯示這些情況。這些情況表示不能讓錫膏充分回流的低溫范圍。例如，的電路焊盤(pán)上?！　〉浇裉煳ㄒ欢x用來(lái)在生產(chǎn)環(huán)境中評(píng)估回流焊接的BGA連接的實(shí)際方法是透射X射線?！　≡贐GA使用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中之前，多數(shù)PCB制造商不在其檢查工藝中使用X光系統(tǒng)。結(jié)論　　技術(shù)正使人們的生活更好，但是更密的PCB、更高的總線速度和模擬RF電路已經(jīng)變成更大的測(cè)試挑戰(zhàn)。但是在工藝中的改善總是需要時(shí)間的。 系統(tǒng)探測(cè)UUT兩面的能力 當(dāng)PCB不容易手工探測(cè)或操作員的技術(shù)水平會(huì)大大減慢測(cè)試速度時(shí)，應(yīng)該考慮機(jī)械手探測(cè)。要問(wèn)的問(wèn)題包括：還有，記住該產(chǎn)品將在那里生產(chǎn)，這是一個(gè)許多測(cè)試工程師可能疏忽的問(wèn)題?！　A具(Fixturing)　　取決于諸如產(chǎn)出和可利用的操作員占地空間等問(wèn)題，夾具可能就象一塊有定位銷(xiāo)和一系列電纜的夾板那么簡(jiǎn)單。 多板組合的測(cè)試 　　作為對(duì)這些問(wèn)題的市場(chǎng)反應(yīng)，軟件工具現(xiàn)在可以分析一個(gè)設(shè)計(jì)，審核裝配和測(cè)試設(shè)備所要求的一套規(guī)則，作出將使PCB更加可生產(chǎn)的一些推薦(圖二)?！　∪绻鸓CB必須探測(cè)，那么需要足夠的測(cè)試點(diǎn)。如果探測(cè)是必要的，那么測(cè)試點(diǎn)或焊盤(pán)可能是必要的?！　〉窃芏葘⑹且粋€(gè)因素。但是UUT的測(cè)試成本在得到完全理解之前是不可能決定的。被測(cè)部件(UUT)測(cè)試要求　　在看設(shè)計(jì)和工藝之前，應(yīng)該認(rèn)真檢查UUT，不只是PCB或最終裝配本身。　　實(shí)施策略正受諸多因素的推動(dòng)，如預(yù)算限制、產(chǎn)出問(wèn)題和被測(cè)部件(UUT, unit under test)的設(shè)計(jì)。　　結(jié)論　　對(duì)更高的PCB電路密度的持續(xù)的推動(dòng)，給裝配過(guò)程控制提出了甚至更加嚴(yán)厲的要求。在軟決策方法中，計(jì)算一個(gè)問(wèn)題或缺陷存在的概率(probability)或似然性(plausibility)，而不是有/沒(méi)有類(lèi)型的決定。吸嘴不匹配的影響和在實(shí)際中發(fā)生的吸嘴部分阻塞的影響是類(lèi)似的。10號(hào)吸嘴的峰值是在試驗(yàn)中一些其它板凳作圖上觀察到的?！　≡谫N裝過(guò)程中一個(gè)問(wèn)題的存在可以隨著板在生產(chǎn)線上的