【文章內(nèi)容簡介】 214345501451554550211214425351651754550217219525351451555565222225625351251353540211214745501651753540222225855601251354550222225955601451553540217219　　對這個試驗，印刷和貼裝工藝保持不變，而對回流溫度曲線作改變。使用的印刷工藝與印刷試驗中使用的相同，是本研究中找到的較好的變量。使用的貼裝參數(shù)是與在貼裝期間使用阻焊界定的圓形基準點相同的。使用了對錫橋和直立的視覺和X射線檢查標準，對于統(tǒng)計上認為重要的因素要求95%或更高的可信度區(qū)間?！　』亓骱附釉囼灲Y(jié)果　　對于在表五中所列出的每一個試驗，重復做三次，每次重復總共564個元件，或者每個試驗1692個元件。在每一塊測試板上，貼裝了396個0201無源元件。這些元件貼裝在15x17mil和12x13mil的焊盤上，以6mil和10mil的焊盤邊沿對邊沿的距離排列。除了0201元件之外，168個0400600805和1206也貼裝，以決定一個產(chǎn)生可接受的0201元件的工藝會怎樣影響較大的無源元件?！　∈褂昧巳齻€標準來評估每個試驗條件：焊點質(zhì)量、元件豎立和錫橋。所有的試驗條件都產(chǎn)生良好的焊接點，完全以細粒度濕潤?！　∥覀円矙z查了回流焊接的元件中缺陷的數(shù)量。確定的缺陷是錫橋和元件豎立。錫橋在兩個相鄰的焊接點連接到一起的時候發(fā)生，將元件短接在一起。這個缺陷很可能在以非常密的焊盤對焊盤間距貼裝的元件上發(fā)生?！　‘斠粋€元件脫離一個焊盤而立起的時候發(fā)生元件豎立(tombstoning)。元件豎立一般是由元件不均衡的濕潤所造成的，或者當元件放在一個表面積大得多的焊盤上的時候。　　所有這些缺陷都在0201元件上找到?？墒牵瑳]有一個較大的元件出現(xiàn)元件豎立或錫橋，這顯示使用的裝配工藝對較大的元件并不是不利的。圖四、錫橋與元件豎立的X射線圖象　　圖四顯示顯示一個X射線圖象，它包含錫橋和元件豎立。錫橋、元件豎立的數(shù)量和總的缺陷在表五中顯示。圖五描述每個試驗發(fā)生的缺陷數(shù)量。表五、回流焊接試驗結(jié)果試驗編號貼裝0201總數(shù)錫橋豎立總?cè)毕萑毕萋?%)其它元件缺陷缺陷率(DPM)11,18861521017,67721,188101084231,1880000041,1880000051,18802201,68461,18861117014,31071,1880000081,18843705,89291,18800000圖五、回流焊接試驗結(jié)果　　基于這些度量標準和使用95%的可信度區(qū)間，唯一在統(tǒng)計上重要的主要影響是保溫溫度，它具有大于97%的可信度區(qū)間。保溫時間、液相線以上的時間和峰值溫度具有的可信度區(qū)間小于40%，因此被認為是隨機誘發(fā)的影響。保溫溫度的主要作用是在低保溫溫度和其它水平之間，因為在中等與高保溫溫度的結(jié)果之間存在的差別很小。結(jié)論　　從第一次模板印刷試驗的數(shù)據(jù)顯示，只有刮刀類型對錫膏高度和缺陷數(shù)量具有統(tǒng)計意義上的重要影響。如錫膏高度數(shù)據(jù)所顯示的，在第III和IV類錫膏之間就錫膏數(shù)量而言存在很少甚至沒有差別。雖然存在很少差別，我們選擇了第IV類錫膏作進一步研究，因為在研究的這個階段只檢測大的模板開孔?！　〉诙斡∷⒃囼炞C實分離速度對錫膏高度和缺陷沒有統(tǒng)計意義上的影響，但是擦拭頻率有。錫膏缺陷的數(shù)量在這兩次試驗中比在用每一次印刷都擦拭模板的類似試驗中要多得多?！　馁N裝試驗的數(shù)據(jù)顯示，只有用于定義基準點的方法對貼裝精度有重要影響。阻焊界定的基準點 不管圓形還是十字形 都比金屬界定的基準點達到更高的貼裝精度。從回流焊接試驗的數(shù)據(jù)顯示，只有保溫溫度對焊接點品質(zhì)和缺陷數(shù)量有重要影響。如缺陷數(shù)據(jù)所顯示，在不同保溫時間、液相線以上時間或峰值溫度之間存在很少或沒有差別。當使用低的保溫溫度時，缺陷數(shù)量大大增加?！　”狙芯繖z驗了某些變量對0201無源元件工藝的影響。研究發(fā)現(xiàn)諸如刮刀類型、模板擦拭頻率和保溫溫度這些變量影響工藝缺陷的數(shù)量。還有，諸如錫膏滯留時間、液相線以上時間和峰值溫度等變量對工藝缺陷數(shù)量有很小到?jīng)]有影響。監(jiān)測表面貼裝元件的貼裝 By Edward Kamen, Alex Goldstein and Erin Sahinci 　　本文介紹：“要達到所希望的效率與可靠性很大程度上取決于元件貼裝工藝過程。”　　在PCB上增加電路密度的愿望繼續(xù)是表面貼裝裝配線技術(shù)發(fā)展水平進步的主要推動力之一。這個進步包括0201片狀包裝、密間距QFP、高輸入/輸出BGA、CSP和倒裝芯片(flip chip)的使用。這些元件的使用給裝配工藝過程提出了很嚴厲的要求。特別是，要達到所希望的效率與可靠性很大程度上取決于元件貼裝工藝過程。越來越多的表面貼裝線正在使用自動的、在線式、貼裝后的檢查工具，來監(jiān)測貼裝過程的狀態(tài)。貼裝后的檢查可以發(fā)現(xiàn)諸如元件丟失、極性交換和元件位置超出所規(guī)定誤差等缺陷。　　除了查找缺陷之外，貼裝后的檢查工具也可以檢查影響精度、質(zhì)量和裝配過程效率的工藝更改情況。如果可以通過監(jiān)測元件貼裝精度來發(fā)現(xiàn)和確認更改工藝情況，那么馬上可以采取改正行動，以使其對效率的影響最小。這個能力要求分析測量數(shù)據(jù)的診斷工具的應(yīng)用，診斷的使用要求對貼裝過程中錯誤的可能根源的全面了解?！　∧０逵∷⒐に嚒　≠N裝錯誤的一個可能根源是模板印刷過程。特別是，錫膏塊的高度、面積或體積可能影響貼裝精度，由于貼裝期間引腳落到錫膏里面時的元件橫向運動。為了檢驗這個推測，通過位于喬治亞工學院(Georgia Tech, Atlanta, GA)電路板裝配研究中心(CBAR, Center for Board Assembly Research, Sidebar)的表面貼裝/倒裝芯片裝配線，處理了大量的板。在運行期間，改變模板印刷機的刮板壓力、印刷速度、脫離(snapoff)間隔和脫離速度以得到錫膏塊的高度、面積和體積的一個范圍值。使用商業(yè)上可購買到的檢查工具，我們測量了印刷后錫膏塊的高度、面積和體積，以及貼裝后元件的X和Y的偏差?！　D一和圖二顯示了X和Y偏差圖，、面積與體積的函數(shù)。如果在偏移與錫膏參數(shù)之間存在很強的關(guān)聯(lián)，圖一與圖二中的圖表將揭示這個關(guān)系。但是，從圖表上看到，該圖由一簇簇的點所組成，沒有顯示明顯的關(guān)系。對于0402元件，圖形顯示X與Y的偏移隨著高度的增加而有些分散，但是數(shù)值的分散是由于較大高度值的數(shù)據(jù)點占多數(shù)。從測得的數(shù)據(jù)計算的互相關(guān)值很低，進一步證實了貼裝精度與錫膏塊高度、面積和體積之間沒有重要的關(guān)系。　　在雙面膠帶上貼裝　　該試驗沒有包括由于錫膏塊與焊盤位置之間的偏離或由于奇形怪狀的或非矩形的錫膏塊所造成的對貼裝精度的可能影響。為了消除涉及錫膏塊的任何因素，我們作了另一個試驗，印刷之后用雙面膠帶覆蓋一半的板面?；鶞庶c(fiducial)留下沒有覆蓋。然后元件貼裝在膠帶上，這樣錫膏就不會影響貼裝精度。將膠帶貼在印有錫膏的板上對我們貼裝后的檢查工具的適當運作是必須的。板的另一半是以正常的方式處理的，元件貼裝在錫膏內(nèi)?！　≡嚇咏Y(jié)果在圖三和圖四中提供，其顯示出X偏移的平均值和標準偏差，是對正常板和雙面膠帶板的元件類型的一個函數(shù)。注意，標準偏差對于雙面膠的板較小，除兩個元件之外，X偏移的平均值對雙面膠的板較小?！　∵@些結(jié)果顯示，將元件貼放在錫膏內(nèi)對貼裝精度有一些影響，但是從圖三和圖四中的圖形看到，該影響是很小的。因此，該結(jié)果與第一個試驗是一致的。模板印刷工藝對貼裝精度沒有重要影響。這個說法不是意味著模板印刷工藝的品質(zhì)對結(jié)果沒有影響，特別是，印刷后錫膏塊的量是決定回流后焊接點品質(zhì)的主要因素?！　∑渌e誤根源　　貼裝錯誤可能是由于貼裝設(shè)備的問題，包括：元件吸取、元件到正確位置的移動、和元件貼裝?！　≡谠≈?，送料器(feeder)的設(shè)定錯誤可能造成位置偏移，將影響到貼裝精度。雖然貼裝機器可能使用視覺系統(tǒng)來檢查吸取后的元件位置，但錯誤還可能由于成像系統(tǒng)的有限解析度或成像過程中的缺陷而發(fā)生。元件到正確位置的移動要求機器正確地校準，并且拱架系統(tǒng)(gantry system)不產(chǎn)生偏移錯誤。元件的正確定位也要求貼裝吸嘴(nozzle) 的正常運作。元件吸取、移動或貼裝的問題可以通過分析元件偏移錯誤來檢查?！　≠N裝錯誤分析　　三個參數(shù)在分析貼裝偏移錯誤中是有益的：1. 一塊板上一系列元件的偏移平均值 2. 一塊板上一系列元件偏移的標準偏差 3. 一塊板上一系列元件中偏移超出界限的次數(shù) 　　一個相對大的平均值表示諸如失去校準的工藝過程中存在一個偏差。標準偏差提供貼裝精度可變化程度的一個測量參數(shù)。超出某界限的偏移數(shù)量提供有關(guān)偏移值分布“拖尾”的信息。　　在貼裝過程中一個問題的存在可以隨著板在生產(chǎn)線上的移動，通過分析這些參數(shù)來發(fā)覺。另外，一個問題的根源可以通過分析板上特定元件組合的這些參數(shù)來確認。例如，一個送料器的問題可以通過計算和分析來自不同送料器位置的元件組合的這些參數(shù)來發(fā)覺。一個貼裝吸嘴的問題可以通過計算和分析由不同吸嘴貼裝的元件組合的這些參數(shù)來發(fā)覺。這些參數(shù)作為吸嘴標號的函數(shù)，對其計算可以結(jié)合吸嘴貼裝真空壓力，以提高對問題的覺察。　　吸嘴故障發(fā)覺　　對于第二次試驗中的板，我們計算了對用不同吸嘴貼放的、元件組合的、X偏移值的標準偏差。圖五繪出了X偏移的標準偏差圖，X偏移作為對一塊板的吸嘴編號函數(shù)。從圖中看到，在10號吸嘴上發(fā)生一個顯著的峰值，并在12號吸嘴上發(fā)生一個較小的峰值。10號吸嘴的峰值是在試驗中一些其它板凳作圖上觀察到的。為了證實10號吸嘴上存在的一個問題，我們繪出了吸嘴貼裝真空壓力圖，它具有負值，是吸嘴編號的函數(shù)(圖六)。注意，10號吸嘴上的真空具有最小的負值。這個值與通過10號吸嘴貼裝元件的偏移的標準偏差增加是一致的。因為貼裝真空壓力較小，我們可預(yù)料偏移可變性的增加。結(jié)合圖五與圖六的信息，我們得到10號吸嘴不是最佳運作的結(jié)論。　　這個問題是使用錯誤的吸嘴吸取圓柱形的0805元件所導致的故意的錯誤結(jié)果。使用的吸嘴是設(shè)計用于矩形形狀的元件，因此，由于不配合形狀而發(fā)生很小的真空泄漏。吸嘴不匹配的影響和在實際中發(fā)生的吸嘴部分阻塞的影響是類似的。因此，對偏移錯誤和貼裝真空壓力的監(jiān)測與分析，應(yīng)該可以找出吸嘴的問題?！　》€(wěn)健的檢查　　在上面所談到的監(jiān)測參數(shù)的過程中，一個關(guān)鍵問題是，基于這些參數(shù)的值，決定是否工藝過程正發(fā)生變化而需要調(diào)整。如果參數(shù)的繪圖是在每個板的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，并且顯示在工廠車間內(nèi)，那么一個有經(jīng)驗的設(shè)備操作員可能能夠通過觀察顯示的信息正確地決定一個問題?？墒牵檎乙粋€問題存在與發(fā)展的一個自動過程將是更有效的?，F(xiàn)存的技術(shù)，如統(tǒng)計過程控制(SPC, statistical process control)，可應(yīng)用于參數(shù)值的收集，產(chǎn)生對問題存在性的“有/沒有”之類的決定?？墒沁@種技術(shù)可能還不足夠穩(wěn)健，對具有高度自然變化性的工藝過程，如電子裝配，產(chǎn)生正確的決定。　　近年來，人們作出許多努力來開發(fā)基于來自人工智能(AI, artificial intelligence)和Bayesian概率理論的概念上的“軟決策(softdecision)”方法。在軟決策方法中，計算一個問題或缺陷存在的概率(probability)或似然性(plausibility)，而不是有/沒有類型的決定。一個軟決策方法可以提供在很嘈雜的環(huán)境中得到正確結(jié)論的更穩(wěn)健性。在喬治亞工學院的研究已經(jīng)集中在用于電子制造的缺陷查找的軟決策方法的開發(fā)上。　　GEM界面的使用　　在喬治亞工學院的裝配線上的設(shè)備是通過一個GEM(generic equipment model)界面連接與一部主機上。使用一個商業(yè)的基于GEM的軟件包來收集裝配線運行期間的數(shù)據(jù)。該軟件包大大地簡化了數(shù)據(jù)收集，并為可能的數(shù)據(jù)處理寫出簡單的應(yīng)用模塊。作為處理系統(tǒng)構(gòu)架的一部分，我們寫出了一個應(yīng)用程序，使得每一個板可看作一個隨其在裝配線上移動積累數(shù)據(jù)的物體。使用這個設(shè)定，來自裝配線上不同設(shè)備項目的數(shù)據(jù)，可以比較或關(guān)聯(lián)，以得出有關(guān)裝配線狀態(tài)的結(jié)果。　　結(jié)論　　對更高的PCB電路密度的持續(xù)的推動，給裝配過程控制提出了甚至更加嚴厲的要求。即使有新一代設(shè)備改進的性能，裝配線狀態(tài)總是需要監(jiān)測的，部分是由于操作設(shè)備的人為錯誤。這個監(jiān)測將顯示是否需要調(diào)整來維持品質(zhì)。一個主要的挑戰(zhàn)是開發(fā)一個自動的方案，來處理大量的測量數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生對運行狀態(tài)的正確決定 在一個嘈雜的環(huán)境里穩(wěn)健地實施。本文所提及的參數(shù)的自動處理可對生產(chǎn)線運作提供一個有用的工具。在高密度PCB環(huán)境中的功能測試 By Bob Stasonis　　本文介紹，認真的設(shè)計、計劃好的測試策略和適當?shù)墓ぞ邔⑻峁┛尚刨嚨墓δ軠y試結(jié)果。　　功能測試(functional test)在最終測試與過程中測試的使用量正在增加。對于驗證整體功能、校準信息、ISO9000程序數(shù)據(jù)和諸如醫(yī)療設(shè)備等高危險性應(yīng)用的資格認證，功能測試現(xiàn)在是必要的?！　嵤┎呗哉苤T多因素的推動，如預(yù)算限制、產(chǎn)出問題和被測部件(UUT, unit under test)的設(shè)計。在這些因素中，被測部件(UUT)的設(shè)計對于可以測試什么有最大的影響。預(yù)算與產(chǎn)出限制什么將要完成。為了提供最大可能的缺陷覆蓋，元件選擇與印刷電路板(PCB)的布局必須在設(shè)計階段審慎考慮?？墒?，到達市場的時間(timeto market)和開發(fā)的緊張步伐經(jīng)常會阻礙最佳的意圖?！　】赡?，測試工程不得不要作的一些讓步可能影響未來的設(shè)計，使得測試更容易和改善缺陷覆蓋。下面是一些測試工程師可能必須面對的一些建議。如果使用的話，每個建議都應(yīng)該評估和使用。被測部件(UUT)測試要求　　在看設(shè)計和工藝之前，應(yīng)該認真檢查UUT，不只是PCB或最終裝配本身。有關(guān)