【正文】 程序，實現(xiàn)了較后貼裝較大元件，逐漸降低工作臺速度，直到完成PCB的組裝。 　　為特種元件確定適用的工作臺方式　　有四個因素影響到元件在貼片后會出現(xiàn)誤差：元件質(zhì)量、元件高度、引線接觸焊料的面積以及焊料的粘度。元件系數(shù)等于質(zhì)量高度/端子焊盤面積（圖2）。不過，不同類型焊膏對應(yīng)的曲線還是極相似的。 　　表1所列是測試的元件類型和匯編結(jié)果的例子。 　　結(jié)論　　平均來說，貼片在電路板上的元件大約有85%是無源元件。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)采用超高速工作臺方式貼片這類元件?！　∑溆嗟?5%貼片元件是有源元件，包括大型的鉭電容、DPAK、玻璃二極管、SOIC、PLCC、QFP和電解類型的元件。　　大多數(shù)設(shè)備制造廠家都設(shè)有應(yīng)用工程部，以便幫助尋找特定問題的根源，并幫助建立和維持過程控制，排除這些問題。高效率的0201工藝特征 By Danial F. Baldwin, Paul N. Houston, Brian J. Lewis and Brian A. Smith　　最近的研究找到了影響0201元件裝配工藝缺陷數(shù)量的變量...。有趨勢顯示，每年所貼裝的無源元件的數(shù)量在迅速增加，而元件尺寸在穩(wěn)步地減小。大多數(shù)消費品電子制造商正在將0201元件使用到其最新的設(shè)計中去，在不久的將來，其它工業(yè)也將采取這一技術(shù)。我們需要研究來定義焊盤的設(shè)計和印刷、貼裝與回流工藝窗口，以滿足取得0201無源元件的較高第一次通過合格率和較高產(chǎn)出的需求。研究的目標是要為高速的0201裝配開發(fā)一個初始的工藝特征，特別是工藝限制與變量。為了理解每個工藝步驟最整個0201裝配工藝的影響，我們進行檢查了每個工藝步驟。我們設(shè)計了一個試驗載體(圖一)，提供如下數(shù)據(jù)：圖一、試驗載體 焊盤尺寸的影響，標稱焊盤尺寸為12x13mil的矩形焊盤、中心到中心間距為22mil。10%、20%和30%。 元件方向，在單元A、B、C和D中，研究的元件方向為0176。E和F單元研究177。角度對0201工藝的影響。 單元1至6研究0201與其它無源元件包括0400600805和1206之間的相互影響。這里，焊盤對焊盤間距為本10和12mil。 　　測試載體含有6,552個020420個040252個060252個080252個1206，總共7,728個無源元件。跡線的金屬噴鍍由銅、無電解鎳和浸金所組成。模板印刷試驗　　為了表現(xiàn)對0201無源元件印刷的特征，我們使用了一個試驗設(shè)計方法(DOE, design for experiment)，試驗了印刷工藝的幾個變量：錫膏的目數(shù)、刮刀的類型、模板的分開速度、和印刷之間模板上錫膏滯留時間。度量標準是印刷缺陷的數(shù)量和錫膏厚度的測量。印刷缺陷定義為在印刷后沒有任何錫膏的空焊盤以及錫橋。印刷機的設(shè)定是基于錫膏制造商的推薦值，在推薦范圍的中間。使用了三個度量標準來評估每個試驗條件。使用一部激光輪廓測定儀從四個象限測量16個數(shù)據(jù)。圖二顯示來自八個試驗的平均高度和高度標準偏差。用光學(xué)檢查單元16和AD的選擇部分，記錄缺陷數(shù)量。圖三、從第一次模板印刷試驗得到的缺陷結(jié)果　　基于這些度量標準和使用95%的可信度區(qū)間，在統(tǒng)計分析上唯一的重要的主要影響是刮刀類型。分離速度與擦拭頻率試驗　　進行第二個更小的試驗是要檢查分離速度和擦拭頻率的影響。因為模板擦拭大大增加模板印刷機的周期時間，所以在生產(chǎn)中應(yīng)該避免或減少這個步驟。另外還希望確定是否分離速度是一個重要因素，所以將它包括在本試驗中。對這兩次運行，使用了IV類型的錫膏和金屬刮刀，沒有滯留時間。這些結(jié)果與試驗5和6(來自表一)比較，也是使用了IV型錫膏和金屬刮刀。表二、第二次模板印刷試驗結(jié)果試驗編號分離速度(cm/s)擦拭頻率平均(mil)標準偏差缺陷數(shù)5每次印刷156每次印刷439無23610無238貼裝試驗　　做一個試驗來確定是否基準點形狀或基準點定義方法對元件貼裝有影響。這些試驗的度量是使用視覺元件檢查。元件貼裝在板上的四個象限內(nèi)(象限125和40)。元件貼裝在水平與垂直兩個方向。元件焊盤邊沿到邊沿的間隔范圍從512mil。最好的貼裝發(fā)現(xiàn)在象限4，逐漸地在板上向左偏移，很可能是由于在很大的試驗載體上伸展的緣故。當使用金屬界定的十字型基準點時發(fā)生最壞的偏移，在象限40的元件幾乎跨接焊盤?！　”砣@示對于象限40的四個試驗的平均的X和Y的偏移?；鶞庶c的形狀對元件的貼裝精度沒有大的影響。研究的變量是保溫時間、保溫溫度、液相線以上的時間和峰值溫度。所有變量都在錫膏供應(yīng)商所提供的錫膏規(guī)格范圍內(nèi)。C)液相以上時間(秒)峰值溫度(176。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。在每一塊測試板上，貼裝了396個0201無源元件。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。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。確定的缺陷是錫橋和元件豎立。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。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?？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。錫橋、元件豎立的數(shù)量和總的缺陷在表五中顯示。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。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。　　第二次印刷試驗證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。　　從貼裝試驗的數(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。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。當使用低的保溫溫度時，缺陷數(shù)量大大增加。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。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。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。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。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。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?！　∧０逵∷⒐に嚒　≠N裝錯誤的一個可能根源是模板印刷過程。為了檢驗這個推測，通過位于喬治亞工學(xué)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。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。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。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)?！　≡陔p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?；鶞庶c(fiducial)留下沒有覆蓋。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。　　試樣結(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)?！　∵@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。模板印刷工藝對貼裝精度沒有重要影響?！　∑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。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。元件的正確定位也要求貼裝吸嘴(nozzle) 的正常運作。　　貼裝錯誤分析　　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。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。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。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?！　∥旃收习l(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。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。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)。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。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。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。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。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?，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?！　〗陙恚藗冏鞒鲈S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。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?！　EM界面的使用　　在喬治亞工學(xué)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。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。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。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。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。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。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。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。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?！　】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。如果使用的話，每個建議都應(yīng)該評估和使用。有關(guān)UUT的一些要問的問題包括： 構(gòu)造(單個PCB、PCB的組合板或最終產(chǎn)品) 計劃的測試點 預(yù)計缺陷譜 　　很明顯，列表中省去了預(yù)算這個詞。在UUT的測試要求知道之前不應(yīng)該開始籌措資金的談判。高密度問題　　在表面上，元件密度似乎不是功能測試的一個問題。雖然無可否認地過于簡單化，但這種情況經(jīng)常發(fā)生。對I/O連接器的訪問應(yīng)該是唯一的訪問問題?？紤]到圖一中的樣品PCB，這些問題必須首先回答： 小至元件的診斷是關(guān)鍵嗎？ 要使用自動處理器嗎？ 這個程序可能涉及探測UUT的內(nèi)部，以確認運作；例如，探測一個RF電路的中頻部分。　　在高頻設(shè)計中的一個問題是測試點的相對阻抗(跡線長度、測試焊盤的尺寸等)，加上探針的阻抗可能影響電路的性能。　　診斷　　在大多數(shù)情況中，功能測試設(shè)定為一個通過/不通過的操作，由于其在診斷缺陷時固有的速度慢?！　∫粋€例子是便攜式電話工業(yè)，這里一些制造商正在PCB級別上作一些關(guān)鍵的測量，這是在裝配工藝的途中。因此，在最終測試之前確定功能可以節(jié)約返工的成本和減少潛在的手機報廢，手機是不容易拆開的。但是探針測試20mil的J形引腳元件不是很有效，BGA則不可能。焊盤之間的間隔會變化，決定于幾個因素，包括測試焊盤周圍的元件高度和探針尺寸。很明顯，測試夾具與機械手探測可能更精確。這個思維一般都會限制對在線(incircuit)和功