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SMT松下贴片机

SMT贴片机Cpk的验证分析

设备成色:未知发布时间:2019-06-10 14:17

SMT贴片机Cpk的验证分析

为贴片机作品质接受试验(QAT, Qaulity Acceptance Test),其中的挑战是保证所要测量的参数可以准确代表机器的长期性能。测量必须量化和验证X轴、Y轴和q 旋转偏移理想贴装位置的偏移量。一种用来验证贴装精度的方法使用了一种玻璃心子,它和一个“完美的”高引脚数QFP的焊盘镶印在一起,该QFP是用来机器贴装的。通过贴装一个理想的元件,这里是140引脚、0.025”脚距的QFP,摄像机和贴装芯轴两者的精度都可被一致地测量到。除了特定的机器性能数据外,内在的可用性、生产能力和可靠性的测量应该在多台机器的累积数据的基础上提供。在完成预先的干循环和设定步骤之后,包括变换和校准,品质接收规范(QAC, Quality Acceptance Criteria)步骤开始了。

QAC是贴片机必须满足的准确的性能参数。八个阶段的QAC步骤中的第一步是,最初的24小时的干循环,期间机器必须连续无误地工作。

第二个阶段要求元件准确地贴装在两个板上,每个板上包括32个140引脚的玻璃心子元件。主板上有6个全局基准点,用作机器贴装前和视觉测量系统检验元件贴装精度的参照。贴装板的数
量视乎被测试机器的特定头和摄像机的配置而定,例如,机器有两个贴片头和两个摄像机,那么必须用总共256个元件(35,840个引脚)贴装8块板。这包括了贴片头和摄像机的所有可能的组合

用所有四个贴装芯轴,在所有四个方向:0° , 90° , 180° , 270° 贴装元件。跟着这个步骤,用测量系统扫描每个板,可得出任何偏移的完整列表。每个140引脚的玻璃心子包含两个
圆形基准点,相对于元件对应角的引脚布置精度为± 0.0001”,用于计算X、Y和q 旋转的偏移。所有32个贴片都通过系统测量,并计算出每个贴片的偏移。这个预定的参数在X和Y方向为±
北京赛车pk10 0.003”,q 旋转方向为± 0.2,机器对每个元件贴装都必须保持。

为了通过最初的“慢跑”,贴装在板面各个位置的32个元件都必须满足四个测试规范:在运行时,任何贴装位置都不能超出± 0.003”或± 0.2的规格。另外,X和Y偏移的平均值不能超过
± 0.0015”,它们的标准偏移量必须在0.0006”范围内, q 的标准偏移量必须小于或等于0.047° ,其平均偏移量小于± 0.06° ,Cpk(过程能力指数process capability index) 在所有
三个量化区域都大于1.50。这转换成最小4.5s 或最大允许大约每百万之3.4个缺陷(dpm, defects per million)。

通常,现在实现的性能系数超过2.0的过程能力指数,或大约每十亿之2个缺陷(6s 性能)。这个测量步骤允许制造商测量其生产要求得到怎样的满足。

累积完成后,单个的性能资料用来计算板上贴装的所有元件的平均和标准偏移,再决定Cpk。最终的QAC总结应由测量系统提供,列出目标位置,偏移目标的量,计算出各种脚距的引脚到焊
盘的覆盖面积,单位:千分之一英寸

在机器通过这些测试后,3000个元件的机器属性运行开始了,贴装全部规格的标准SMD,包括:0603,0805,1206片状,SOT23,SOIC08,PLCC44和QFP100。是生产准备运行,没有通过/失效
的标准,它允许任何送料器或其它机械部分的重置。跟踪到的缺陷可能包括上面朝下的元件、侧立或竖立的元件,偏移的元件和任何焊盘覆盖面积小于75%的元件。

评估过程的下一步是另一个12小时的不停止干循环。

接下来是第二个玻璃心子元件运行,要求一块32个玻璃元件的板,摄像机和贴片头,和第二阶段相同的过程。(贴片板的数量由头和相机的组合总数决定。) 再一次,为第一个玻璃元件所建
立的要求必须得到满足,以使机器继续QAC。

完成预定的QAC步骤后,机器必须经历3000个元件贴装的最后运行,只允许仅仅一个错误。如果不止一个贴装错误,根源必须找到,并更正。在这个阶段,机器的内在可用性不能低于98%。

北京赛车pk10 最后的12小时干循环运行,不允许任何失效。最后一个贴装系列,要求用140引脚的QFP玻璃心元件、摄像机和贴片头来贴装两块板,用测量系统扫描所有贴装位置,记录数据,作出图表。

过程能力指数

板的设计几何形状和要求的品质等级,决定一个给定应用中的装配设备的性能(精度和可重复性)要求。例如,考虑以下情况,元件引脚贴放在板的焊盘上(图二):基于其几何形状,贴装过
程(只在X方向)的参数限定是焊盘上准确中心定位的引脚的 ± {Wp – Wl)/2 + C (C 的单位是0.001”)。即,当焊盘上引脚贴放位置超出+X(规定上限)或-X(规定下限)方向上的规定限值,则
板被不接受。

一旦决定了板的最坏情况的规定限值,设备供应者提供的统计数据可以放入下式中:

Cpk = minimum of {(USL – m ) / 3 s , (m - LSL) / 3 s }

这里,m 和s 分别是平均和标准偏差,通过设备在许多程序驱动的试验中得到。这些数据和一个详细的试验方法说明一起提供,通过该试验方法收集数据,以保证机器性能满足所规定的性
能要求。Cpk的结果数值是和标准偏差值成比例的,这个标准偏差值落在分布平均值和最近的规定上和下限之间。Cpk是重要的,因为它传达了给定贴装精度上的规定的缺陷率(图三)。

支持服务

给客户提供支持服务,对设备制造商是必须的,同样提供保持通讯线开放的责任感,以得到机器的准确的、可理解的信息。为了满足知情的需求,应该在发货时提供完整的机器性能说明文
件,应该包括含有所有在QAC测试期间收集的机器规格数据的表格,以及解释术语和收集信息类型的文件。

为了帮助顾客明白QAC过程和提供解答有关设备的技术问题的联系地址,文件中也必须包括直接参与QAC评估的人名及签字。

除这些信息之外,操作、中断、失效和总计修理时间加上总计贴片数量、贴片错误数量、内在可用性、内在生产量和在各PPM水平下的贴片性能、完整的技术术语解释和统计关系的定义等也
在机器性能文件包中。

最后,提供设备长期处理性能的良好前景,以及设备制造商维持内部制造过程控制的能力,最新70台机器的历史数据也应提供。这个信息可以用以计算失效之间的、中断之间的、停机之间
的平均时间,作为一个延续的平均。70台机器的数据可使总计贴片数从10,000+增加到500,000+,产生相关的累积效益。事实上,这些为机器性能和设备制造商的内部测量过程提供了一个长期
的跟踪过程。

结论
和PCB装配关联的要求变得越来越强烈。由于过程的复杂性增加,和元件类型的范围变广,贴片机性能必须在所有方面越来越精密。以可理解的方式收集和提供机器性能数据是伙伴合作过程
北京赛车pk10 的关键部分。测量本身只能解答问题的某方面;适当地解释和应用结果可达到完全的理解。

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