【正文】 圖上觀察到的。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)。這些參數(shù)作為吸嘴標(biāo)號(hào)的函數(shù)，對(duì)其計(jì)算可以結(jié)合吸嘴貼裝真空壓力，以提高對(duì)問題的覺察。例如，一個(gè)送料器的問題可以通過計(jì)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?！　≡谫N裝過程中一個(gè)問題的存在可以隨著板在生產(chǎn)線上的移動(dòng)，通過分析這些參數(shù)來發(fā)覺。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)。元件吸取、移動(dòng)或貼裝的問題可以通過分析元件偏移錯(cuò)誤來檢查。元件到正確位置的移動(dòng)要求機(jī)器正確地校準(zhǔn)，并且拱架系統(tǒng)(gantry system)不產(chǎn)生偏移錯(cuò)誤。　　在元件吸取中，送料器(feeder)的設(shè)定錯(cuò)誤可能造成位置偏移，將影響到貼裝精度。這個(gè)說法不是意味著模板印刷工藝的品質(zhì)對(duì)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(diǎn)品質(zhì)的主要因素。因此，該結(jié)果與第一個(gè)試驗(yàn)是一致的。注意，標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)于雙面膠的板較小，除兩個(gè)元件之外，X偏移的平均值對(duì)雙面膠的板較小。板的另一半是以正常的方式處理的，元件貼裝在錫膏內(nèi)。然后元件貼裝在膠帶上，這樣錫膏就不會(huì)影響貼裝精度。為了消除涉及錫膏塊的任何因素，我們作了另一個(gè)試驗(yàn)，印刷之后用雙面膠帶覆蓋一半的板面。從測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算的互相關(guān)值很低，進(jìn)一步證實(shí)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。但是，從圖表上看到，該圖由一簇簇的點(diǎn)所組成，沒有顯示明顯的關(guān)系?！　D一和圖二顯示了X和Y偏差圖，、面積與體積的函數(shù)。在運(yùn)行期間，改變模板印刷機(jī)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(gè)范圍值。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(shí)的元件橫向運(yùn)動(dòng)。這個(gè)能力要求分析測(cè)量數(shù)據(jù)的診斷工具的應(yīng)用，診斷的使用要求對(duì)貼裝過程中錯(cuò)誤的可能根源的全面了解。　　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。越來越多的表面貼裝線正在使用自動(dòng)的、在線式、貼裝后的檢查工具，來監(jiān)測(cè)貼裝過程的狀態(tài)。這些元件的使用給裝配工藝過程提出了很嚴(yán)厲的要求。”　　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(jìn)步的主要推動(dòng)力之一。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。　　本研究檢驗(yàn)了某些變量對(duì)0201無源元件工藝的影響。如缺陷數(shù)據(jù)所顯示，在不同保溫時(shí)間、液相線以上時(shí)間或峰值溫度之間存在很少或沒有差別。阻焊界定的基準(zhǔn)點(diǎn) 不管圓形還是十字形 都比金屬界定的基準(zhǔn)點(diǎn)達(dá)到更高的貼裝精度。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似試驗(yàn)中要多得多。雖然存在很少差別，我們選擇了第IV類錫膏作進(jìn)一步研究，因?yàn)樵谘芯康倪@個(gè)階段只檢測(cè)大的模板開孔。結(jié)論　　從第一次模板印刷試驗(yàn)的數(shù)據(jù)顯示，只有刮刀類型對(duì)錫膏高度和缺陷數(shù)量具有統(tǒng)計(jì)意義上的重要影響。保溫時(shí)間、液相線以上的時(shí)間和峰值溫度具有的可信度區(qū)間小于40%，因此被認(rèn)為是隨機(jī)誘發(fā)的影響。圖五描述每個(gè)試驗(yàn)發(fā)生的缺陷數(shù)量。圖四、錫橋與元件豎立的X射線圖象　　圖四顯示顯示一個(gè)X射線圖象，它包含錫橋和元件豎立?！　∷羞@些缺陷都在0201元件上找到。　　當(dāng)一個(gè)元件脫離一個(gè)焊盤而立起的時(shí)候發(fā)生元件豎立(tombstoning)。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?！　∥覀円矙z查了回流焊接的元件中缺陷的數(shù)量?！　∈褂昧巳齻€(gè)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估每個(gè)試驗(yàn)條件：焊點(diǎn)質(zhì)量、元件豎立和錫橋。這些元件貼裝在15x17mil和12x13mil的焊盤上，以6mil和10mil的焊盤邊沿對(duì)邊沿的距離排列?！　』亓骱附釉囼?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。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(zhǔn)點(diǎn)相同的。C)145501251355565217219255601651755565211214345501451554550211214425351651754550217219525351451555565222225625351251353540211214745501651753540222225855601251354550222225955601451553540217219　　對(duì)這個(gè)試驗(yàn)，印刷和貼裝工藝保持不變，而對(duì)回流溫度曲線作改變。表四、回流試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)編號(hào)保溫時(shí)間(秒)保溫溫度(176。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)。表三、對(duì)象限40的貼裝試驗(yàn)的平均試驗(yàn)偏差基準(zhǔn)點(diǎn)圖案平均X偏差(微米)平均Y偏差(微米)阻焊界定的圓223金屬界定的十字1122金屬界定的圓539阻焊界定的十字154回流焊接試驗(yàn)　　為了確定是否某些變量對(duì)0201回流焊接有影響，我們進(jìn)行了另一個(gè)試驗(yàn)?；谶@些結(jié)果，阻焊界定的基準(zhǔn)點(diǎn)提供比金屬界定的基準(zhǔn)點(diǎn)更好的板上貼裝精度。同時(shí)也注意到對(duì)于金屬界定的圓形基準(zhǔn)點(diǎn)比無任哪一種阻焊界定的基準(zhǔn)點(diǎn)的偏移更大。因此，貼裝的最大偏移發(fā)生在象限40?！　≡谫N裝試驗(yàn)中。四百八十個(gè)0201元件貼裝在每塊板上，每個(gè)試驗(yàn)總共1920個(gè)元件。這些象限是橫穿電路板的，象限4和25使用+30%的焊盤尺寸(17x19mil)，而象限19和40使用標(biāo)稱焊盤尺寸(12x13mil)。用來評(píng)估每個(gè)試驗(yàn)條件的標(biāo)準(zhǔn)是0201元件的貼裝精度。基準(zhǔn)點(diǎn)形狀使用了圓形和十字形基準(zhǔn)點(diǎn)，而基準(zhǔn)點(diǎn)清晰度方面使用了阻焊與金屬界定的基準(zhǔn)點(diǎn)?；谶@些結(jié)果，模板擦拭頻率是這個(gè)試驗(yàn)的唯一主要影響。表二中列出試驗(yàn)9和10的結(jié)果?！　　！　∵M(jìn)行這個(gè)試驗(yàn)是要決定是否對(duì)于0201裝配必須做模板擦拭，以獲得良好的印刷。調(diào)查模板擦拭頻率，是由于它影響產(chǎn)量。錫膏類型、分離速度和錫膏滯留時(shí)間有低于85%的可信度區(qū)間。含有錫橋的焊盤和沒有錫膏的焊盤被認(rèn)為是缺陷(圖三)。圖二、從第一次模板印刷試驗(yàn)得到的印刷高度結(jié)果　　第三個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)是缺陷總數(shù)。表一、第一個(gè)模板印刷試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)編號(hào)錫膏類型刮刀類型錫膏滯留時(shí)間(分鐘)分開速度(cm/s)1III金屬2III金屬103III聚合物4III聚合物105IV金屬106IV金屬7IV聚合物8IV聚合物10　　錫膏厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差用作第二個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)是平均錫膏印刷高度?！　∧０逵∷⒌脑囼?yàn)結(jié)果　　表一列出只檢查印刷影響的試驗(yàn)?！　?duì)于這個(gè)印刷試驗(yàn)，模板厚度為125微米，100%的開孔率，商業(yè)使用的免洗錫膏。結(jié)果是基于95%的可信度區(qū)間，從統(tǒng)計(jì)分析上決定重要因素。這個(gè)DOE是設(shè)計(jì)用來決定是否這些因素會(huì)影響0201裝配的印刷工藝。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?；迨菢?biāo)準(zhǔn)的FR4環(huán)氧樹脂板。另外，0201焊盤尺寸在這六個(gè)單元上變化。這些分塊用來決定0201元件對(duì)其它較大的無源元件的大致影響，它可影響印刷、貼裝和回流焊接(散熱)。 45176。和90176。 標(biāo)稱焊盤變化為177。 0201到0201的間距：焊盤邊沿到邊沿的距離按4, 5, 6, 8, 10 和 12 mil(千分之一英寸)變化 在工藝順序方面，只改變研究下的工藝步驟的變量，而其它工藝參數(shù)保持不變。試驗(yàn)的準(zhǔn)備　　對(duì)應(yīng)于錫膏印刷、元件貼裝和回流焊接，進(jìn)行了三套主要的試驗(yàn)。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。　　因此，將超小型無源元件的裝配與工藝特征化是理所當(dāng)然的。將產(chǎn)品變得越來越小、越快和越便宜的需求，推動(dòng)著對(duì)提高小型化技術(shù)研究的永無止境的需求。雖然目前大多數(shù)公司還沒有達(dá)到0201這一工藝水平，但是本文所使用的研究方法和得到的研究結(jié)果值得我們學(xué)習(xí)和借鑒，以便更好地做好我們的1200800600402...　　在過去幾年中，消費(fèi)品電子工業(yè)已經(jīng)明顯地出現(xiàn)迅猛的增長(zhǎng)，這是因?yàn)樵絹碓蕉嗟娜伺鍘謾C(jī)、傳呼機(jī)和個(gè)人電子輔助用品。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。　　多數(shù)元件是已使用多年的標(biāo)準(zhǔn)封裝，計(jì)算出的元件系數(shù)已被載入塔式貼片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)元件數(shù)據(jù)庫中。只要最基本的工藝控制到位的話，工作臺(tái)運(yùn)行不會(huì)影響到貼片精度。這些元件有0603（0201）、1005（0402）、1608（0603）、2125（0805）和3216（1206），它們包括電阻和電容。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。因此，使用粘度和元件系數(shù)可以確定每種元件的工作臺(tái)速度方式（圖4）。 　　不同的焊膏粘度，元件系數(shù)對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)速度方式稍有不同（圖3）?！　⊥ㄟ^定義“元件系數(shù)”，可以確定貼裝各類元件的最適用的工作臺(tái)速度方式。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。　　較大的元件使用較低的凸輪速度和工作臺(tái)速度，在編程時(shí)被安排在末尾進(jìn)行貼裝。優(yōu)化程序的目的是設(shè)定送料器和貼裝順序，以確保設(shè)備盡可能有效地發(fā)揮其作用，提高貼片總產(chǎn)量。所以，放慢工作臺(tái)速度，使其與轉(zhuǎn)塔的速度基本接近——在多數(shù)情況下，不會(huì)影響到PCB貼片的工作周期。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實(shí)施拾取和移動(dòng)的操作?！　∶總€(gè)設(shè)置的參數(shù)可改變伺服系統(tǒng)的加速曲線、減速曲線以及工作臺(tái)的最大速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)由于工作臺(tái)運(yùn)行而施加于元件的作用力加以控制。用戶可通過缺省值的設(shè)置，來簡(jiǎn)化參數(shù)實(shí)施?！　≠N片機(jī)有五種工作臺(tái)速度方式可供用戶選用?！　」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。此時(shí)，焊膏已經(jīng)干涸，元件僅能放置在焊膏的頂部而不能夠完全插入到焊膏中。如果生產(chǎn)周期小于1分鐘的話，那么最好在印刷機(jī)和貼片機(jī)之間緩沖一定數(shù)量的PCB；但是，如果生產(chǎn)周期為2分鐘或3分鐘的話，待貼片的PCB的數(shù)量就必須少一點(diǎn)了。如果PCB要在生產(chǎn)線上再停留20或30分鐘的話，焊盤上的焊膏的外表會(huì)形成一層發(fā)干的表皮，從而其粘性會(huì)下降?！　∑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焊膏可敞開放置達(dá)6個(gè)小時(shí)，然而，這只對(duì)大量焊膏才是真實(shí)的。元件有可能晃動(dòng)而脫離焊盤，或進(jìn)一步移位，或在PCB傳送過程中完全脫落。而不是直接貼片到焊膏上。雖然，大多數(shù)新機(jī)器可對(duì)高度進(jìn)行自動(dòng)校正，但是，舊的貼片機(jī)必須通過編程，才能獲得正確的元件高度。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。 　　元件為什么會(huì)移位？　　對(duì)位不準(zhǔn)確或漏貼元件的原因通常與貼力度不合適有關(guān)。不過，元件貼片后的移位，始終是組裝工藝過程已經(jīng)失控的征兆?！　∵@是真的嗎？還是僅僅是生產(chǎn)臺(tái)架式貼片機(jī)的制造商發(fā)出的“中傷”之言？　　事實(shí)是兩者都有一點(diǎn)。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，可使貼片機(jī)前后寬度減少達(dá)3英尺左右，為此，就不必在生產(chǎn)線的另一側(cè)額外安裝送料器和元件儲(chǔ)存裝置，從而減少了整個(gè)操作區(qū)域的面積。為使臺(tái)架式貼片機(jī)達(dá)到同等的速度需要多臺(tái)機(jī)器，這就意味著，將有更多的零部件需要維護(hù)、潤(rùn)滑、校準(zhǔn)和返修。 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?！　?簡(jiǎn)單的機(jī)械齒輪傳動(dòng)式轉(zhuǎn)塔設(shè)計(jì)可保持供電用電纜、伺服系統(tǒng)、編碼器、傳感器和攝像機(jī)等靜止不動(dòng)?！　∫簿褪钦f，任何吸嘴都能夠隨時(shí)拾取元件，取消了過多的或不必要的運(yùn)行操作步驟?！　【透咚儋N片機(jī)而言，任何轉(zhuǎn)塔式設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)都具有一些顯著的優(yōu)點(diǎn)： 元件送料器前后運(yùn)行，向固定的拾取位置供給元件。　　然而，經(jīng)多年的進(jìn)展，轉(zhuǎn)塔式貼片機(jī)的基本原理卻沒有任何變化。當(dāng)其作為新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)塔式平臺(tái)曾以每小時(shí)貼片14400個(gè)元件震驚一時(shí)。工作臺(tái)運(yùn)行對(duì)元件貼片的影響解決轉(zhuǎn)塔式平臺(tái)的問題要求完全了解許多工藝參數(shù)，并始終將重點(diǎn)放在過程控制上。類似地，似乎0201的使用將要求更頻繁的吸嘴清洗、攝像機(jī)清潔和機(jī)器貼裝的測(cè)量與調(diào)整。　　預(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?！　〗Y(jié)論　　一個(gè)現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)問題是用0201元件生產(chǎn)的板將比其對(duì)應(yīng)的較大零件更加昂貴。m(3σ)的精度、%的吸取率。m(3σ)的精度、%的吸取率。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)。因?yàn)樵侨绱说男。鼈円笪斓脑O(shè)計(jì)盡量加大真空的接觸表面積，同時(shí)提供一個(gè)不會(huì)干涉高密度布局的外形。為了準(zhǔn)確地控制行程，板的支撐系統(tǒng)必須為板的拱形提供足夠的糾正。m。它也可能增加高密度貼裝的錫橋，因?yàn)楫?dāng)使用無焊腳焊盤時(shí)，元件會(huì)將錫膏從零件下擠出(圖二)。這就是為什么熱風(fēng)焊錫均涂(HASL)的板不適合于0201貼裝，這與0402許可HASL形成對(duì)照。m時(shí)，元件偏斜就有可能，因?yàn)轭w粒在焊盤上分布不均。為了補(bǔ)償Z軸糾正，機(jī)器必須具有實(shí)時(shí)的反饋機(jī)構(gòu)，測(cè)量每個(gè)元件的厚度。　　會(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?？紤]這樣一種情況，試驗(yàn)將0201電容貼裝在印刷錫膏和助焊劑的PCB上，希望得到177。糾正吸嘴X/Y軸的運(yùn)動(dòng)是保證穩(wěn)定和持續(xù)的元件吸取的關(guān)鍵。還有，成功的貼裝要求在X方向177。沒有三個(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。自然地，這個(gè)對(duì)中對(duì)于0201比對(duì)其他零件具有更緊的公差。　　吸取位置公差　　為了保持生產(chǎn)系統(tǒng)的連貫性，吸嘴必須能夠在所有三個(gè)方向上移動(dòng)，即沿X,Y和Z軸移動(dòng) 這一點(diǎn)是重要的，因?yàn)樵谒?