贴片机过程能力指数Cpk的验证
2012-8-28 10:38:06
NT>

100

Summary Board #2

Parameter

N

Mean

STD DEV

MIN

MAX

CPK

X

32

-0.00003

0.00025

-0.00048

0.00053

4.00477

Y

32

-0.00016

-0.00071

0.0005

3.79266

Theta

32

0.02188

-0.01949

0.07086

2.49679

Summary run #101

Parameter

N

Mean

STD DEV

MIN

MAX

CPK

X

64

-0.00003

0.00023

-0.00048

0.00053

4.32489

Y

64

-0.00004

0.00026

-0.00071

0.0006

3.84329

Theta

64

0.02191

0.02174

-0.01949

0.07086

2.7301

Total Boards in Run: 2

图一, Final run QAC suymmary

机器属性运行

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:060308051206片状,SOT23SOIC08PLCC44QFP100。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%

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)-X(规定下限)方向上的规定限值,则板被不接受。

Figure 2图二, Lead-to-pad coverage and deviation permitted

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,ms 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)

Figure 3图三, The distribution of deviation from normal X, Y and Theta.

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

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。