贴片机过程能力指数Cpk的验证

一个测量长期精度和可靠性的新方法

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(看引脚图)。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。

八个阶段的步骤

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± 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，(图一)