八個(gè)階段的步驟
QAC是貼片機(jī)必須滿足的準(zhǔn)確的性能參數(shù)。八個(gè)階段的QAC步驟中的第一步是，最初的24小時(shí)的干循環(huán)，期間機(jī)器必須連續(xù)無誤地工作。
第二個(gè)階段要求元件準(zhǔn)確地貼裝在兩個(gè)板上，每個(gè)板上包括32個(gè)140引腳的玻璃心子元件。主板上有6個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn)，用作機(jī)器貼裝前和視覺測(cè)量系統(tǒng)檢驗(yàn)元件貼裝精度的參照。貼裝板的數(shù)量視乎被測(cè)試機(jī)器的特定頭和攝像機(jī)的配置而定，例如，機(jī)器有兩個(gè)貼片頭和兩個(gè)攝像機(jī)，那么必須用總共256個(gè)元件(35,840個(gè)引腳)貼裝8塊板。這包括了貼片頭和攝像機(jī)的所有可能的組合。
用所有四個(gè)貼裝芯軸，在所有四個(gè)方向：0° , 90° , 180° , 270° 貼裝元件。跟著這個(gè)步驟，用測(cè)量系統(tǒng)掃描每個(gè)板，可得出任何偏移的完整列表。每個(gè)140引腳的玻璃心子包含兩個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn)，相對(duì)于元件對(duì)應(yīng)角的引腳布置精度為± 0.0001”，用于計(jì)算X、Y和q 旋轉(zhuǎn)的偏移。所有32個(gè)貼片都通過系統(tǒng)測(cè)量，并計(jì)算出每個(gè)貼片的偏移。這個(gè)預(yù)定的參數(shù)在X和Y方向?yàn)?span>±
0.003”，q 旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?span>± 0.2，機(jī)器對(duì)每個(gè)元件貼裝都必須保持。為了通過最初的“慢跑”，貼裝在板面各個(gè)位置的32個(gè)元件都必須滿足四個(gè)測(cè)試規(guī)范：在運(yùn)行時(shí)，任何貼裝位置都不能超出± 0.003”或± 0.2的規(guī)格。另外，X和Y偏移的平均值不能超過± 0.0015”，它們的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須在0.0006”范圍內(nèi)， q 的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須小于或等于0.047° ，其平均偏移量小于± 0.06° ，Cpk(過程能力指數(shù)process capability index) 在所有三個(gè)量化區(qū)域都大于1.50。這轉(zhuǎn)換成最小4.5s 或最大允許大約每百萬之3.4個(gè)缺陷(dpm, defects per million)。
通常，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)的性能系數(shù)超過2.0的過程能力指數(shù)，或大約每十億之2個(gè)缺陷(6s 性能)。這個(gè)測(cè)量步驟允許制造商測(cè)量其生產(chǎn)要求得到怎樣的滿足。
累積完成后，單個(gè)的性能資料用來計(jì)算板上貼裝的所有元件的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏移，再?zèng)Q定Cpk。最終的QAC總結(jié)應(yīng)由測(cè)量系統(tǒng)提供，列出目標(biāo)位置，偏移目標(biāo)的量，計(jì)算出各種腳距的引腳到焊盤的覆蓋面積，單位：千分之一英寸，(圖一)
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Name: David Gunster |
Pattern: STD Dual |
Cal#: 3 |
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|
Ambient temp: 67.8 |
Board ID: 2 |
S/W level: Spec |
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|
Time: 16:03:02 |
Comp: 356 |
Spindles: All |
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|
Date: 08/08/95 |
Pitch: 10 |
Diag: off |
||||||||||
|
Mach Type: GSM1 |
Head Type: HFH |
Head Loc: Frt |
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|
PEC Information |
||||||||||||
|
Global Fiducials: 6 point |
Specifications |
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|
UIC Tolerance |
% Voverage |
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|
X, Y + - 0.0030 |
75% @ |
|||||||||||
|
Theta + - 0.20 |
LW = Pitch* .5 |
|||||||||||
|
PW = LW*1.25 |
||||||||||||
|
Span = 1.5 |
||||||||||||
|
Correction Matrix |
||||||||||||
|
0.999986 |
0.000592 |
-1.49735 |
||||||||||
|
-0.00055 |
0.999952 |
22.76718 |
||||||||||
|
Board #2 Data |
UIC P/F |
EST. % COV |
||||||||||
|
VW |
PL |
SP |
XNM |
YNM |
TNM |
XDEV |
YDEV |
TDEV |
X Y T MLTE |
20 |
25 |
30 |
|
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
-0.0001 |
0.003 |
0.0001 |
100 |
100 |
100 |
|
2 |
5 |
2 |
6 |
1 |
0 |
0.0004 |
-0.0001 |
0.0357 |
0.0009 |
100 |
100 |
100 |
|
3 |
9 |
3 |
7 |
1 |
0 |
0 |
0.0002 |
0.0009 |
0.0002 |
100 |
100 |
100 |
|
4 |
13 |
4 |
9 |
1 |
0 |
0.0003 |
0.0000 |
0.0011 |
0.0003 |
100 |
100 |
100 |
|
5 |
3 |
1 |
4 |
4 |
180 |
-0.0002 |
-0.0003 |
0.0168 |
0.0005 |
100 |
100 |
100 |
|
6 |
7 |
2 |
6 |
4 |
180 |
0.0004 |
-0.0007 |
0.0666 |
0.0016 |
97 |
100 |
100 |
|
7 |
11 |
3 |
7 |
4 |
180 |
0.0001 |
-0.0002 |
0.013 |
0.0004 |
100 |
100 |
100 |
|
8 |
15 |
4 |
9 |
4 |
180 |
0.0001 |
-0.0002 |
0.0169 |
0.0004 |
100 |
100 |
100 |
|
9 |
2 |
1 |
4 |
2 |
90 |
-0.0003 |
0.0005 |
0.0562 |
0.0012 |
100 |
100 |
100 |
|
10 |
6 |
2 |
6 |
2 |
90 |
-0.0002 |
-0.0002 |
0.0709 |
0.0011 |
100 |
100 |
100 |
|
11 |
10 |
3 |
7 |
2 |
90 |
0.0001 |
0.0000 |
0.001 |
0.0001 |
100 |
100 |
100 |
|
12 |
14 |
4 |
9 |
2 |
90 |
-0.0001 |
0.0001 |
0.0061 |
0.0002 |
100 |
100 |
100 |
|
13 |
4 |
1 |
4 |
6 |
270 |
0.0001 |
-0.0005 |
0.0316 |
0.0009 |
100 |
100 |
100 |
|
14 |
8 |
2 |
6 |
6 |
270 |
0.0005 |
-0.0005 |
0.0521 |
0.0012 |
100 |
100 |
100 |
|
15 |
12 |
3 |
7 |
6 |
270 |
0.0001 |
-0.0001 |
-0.0031 |
0.0001 |
100 |
100 |
100 |
|
16 |
16 |
4 |
9 |
6 |
270 |
0.0002 |
-0.0001 |
-0.0167 |
0.0004 |
100 |
100 |
100 |
|
17 |
17 |
4 |
14 |
2 |
0 |
-0.0002 |
0.0001 |
0.0301 |
0.0006 |
100 |
100 |
100 |
|
18 |
18 |
3 |
1 |
2 |
0 |
-0.0001 |
0.0001 |
-0.0195 |
0.0004 |
100 |
100 |
100 |
|
19 |
19 |
2 |
1 |
4 |
0 |
0 |
-0.0001 |
0.0432 |
0.0007 |
100 |
100 |
100 |
|
20 |
20 |
1 |
14 |
4 |
0 |
-0.0003 |
-0.0001 |
0.014 |
0.0005 |
100 |
100 |
100 |
|
21 |
21 |
4 |
2 |
1 |
90 |
-0.0003 |
-0.0001 |
0.0243 |
0.0006 |
100 |
100 |
100 |
|
22 |
22 |
3 |
2 |
2 |
90 |
-0.0003 |
-0.0003 |
0.0214 |
0.0006 |
100 |
100 |
100 |
|
23 |
23 |
2 |
2 |
4 |
90 |
-0.0003 |
-0.0004 |
0.0637 |
0.0012 |
100 |
100 |
100 |
|
24 |
24 |
1 |
2 |
6 |
90 |
-0.0003 |
-0.0005 |
0.0116 |
0.0007 |
100 |
100 |
100 |
|
25 |
25 |
4 |
11 |
1 |
180 |
0.0002 |
0.0000 |
-0.0164 |
0.0004 |
100 |
100 |
100 |
|
26 |
26 |
3 |
11 |
2 |
180 |
0 |
-0.0001 |
0.0317 |
0.0005 |
100 |
100 |
100 |
|
27 |
27 |
2 |
11 |
4 |
180 |
-0.0002 |
-0.0003 |
0.0139 |
0.0005 |
100 |
100 |
100 |
|
28 |
28 |
1 |
11 |
6 |
180 |
-0.0003 |
-0.0005 |
0.0283 |
0.0009 |
100 |
100 |
100 |
|
29 |
29 |
4 |
12 |
1 |
270 |
0 |
0.0000 |
0.0225 |
0.0003 |
100 |
100 |
100 |
|
30 |
30 |
3 |
12 |
2 |
270 |
-0.0005 |
0.0000 |
0.011 |
0.0006 |
100 |
100 |
100 |
|
31 |
31 |
2 |
12 |
4 |
270 |
0.0001 |
-0.0004 |
0.0473 |
0.001 |
100 |
100 |
100 |
|
32 |
32 |
1 |
12 |
6 |
270 |
0 |
-0.0003 |
0.0207 |
0.0006 |
100 |
100 |
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 |
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圖一, Final run QAC suymmary
機(jī)器屬性運(yùn)行
在機(jī)器通過這些測(cè)試后，3000個(gè)元件的機(jī)器屬性運(yùn)行開始了，貼裝全部規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)SMD，包括：0603，0805，1206片狀，SOT23，SOIC08，PLCC44和QFP100。是生產(chǎn)準(zhǔn)備運(yùn)行，沒有通過/失效的標(biāo)準(zhǔn)，它允許任何送料器或其它機(jī)械部分的重置。跟蹤到的缺陷可能包括上面朝下的元件、側(cè)立或豎立的元件，偏移的元件和任何焊盤覆蓋面積小于75%的元件。
評(píng)估過程的下一步是另一個(gè)12小時(shí)的不停止干循環(huán)。
接下來是第二個(gè)玻璃心子元件運(yùn)行，要求一塊32個(gè)玻璃元件的板，攝像機(jī)和貼片頭，和第二階段相同的過程。(貼片板的數(shù)量由頭和相機(jī)的組合總數(shù)決定。) 再一次，為第一個(gè)玻璃元件所建立的要求必須得到滿足，以使機(jī)器繼續(xù)QAC。
完成預(yù)定的QAC步驟后，機(jī)器必須經(jīng)歷3000個(gè)元件貼裝的最后運(yùn)行，只允許僅僅一個(gè)錯(cuò)誤。如果不止一個(gè)貼裝錯(cuò)誤，根源必須找到，并更正。在這個(gè)階段，機(jī)器的內(nèi)在可用性不能低于98%。
最后的12小時(shí)干循環(huán)運(yùn)行，不允許任何失效。最后一個(gè)貼裝系列，要求用140引腳的QFP玻璃心元件、攝像機(jī)和貼片頭來貼裝兩塊板，用測(cè)量系統(tǒng)掃描所有貼裝位置，記錄數(shù)據(jù)，作出圖表。
過程能力指數(shù)
板的設(shè)計(jì)幾何形狀和要求的品質(zhì)等級(jí)，決定一個(gè)給定應(yīng)用中的裝配設(shè)備的性能(精度和可重復(fù)性)要求。例如，考慮以下情況，元件引腳貼放在板的焊盤上(圖二)：基于其幾何形狀，貼裝過程(只在X方向)的參數(shù)限定是焊盤上準(zhǔn)確中心定位的引腳的 ± {Wp – Wl)/2 + C (C 的單位是0.001”)。即，當(dāng)焊盤上引腳貼放位置超出+X(規(guī)定上限)或-X(規(guī)定下限)方向上的規(guī)定限值，則板被不接受。
圖二, Lead-to-pad coverage and deviation permitted
一旦決定了板的最壞情況的規(guī)定限值，設(shè)備供應(yīng)者提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以放入下式中：
Cpk = minimum of {(USL – m ) / 3 s , (m - LSL) / 3 s }
這里，m 和s 分別是平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差，通過設(shè)備在許多程序驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)中得到。這些數(shù)據(jù)和一個(gè)詳細(xì)的試驗(yàn)方法說明一起提供，通過該試驗(yàn)方法收集數(shù)據(jù)，以保證機(jī)器性能滿足所規(guī)定的性能要求。Cpk的結(jié)果數(shù)值是和標(biāo)準(zhǔn)偏差值成比例的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差值落在分布平均值和最近的規(guī)定上和下限之間。Cpk是重要的，因?yàn)樗鼈鬟_(dá)了給定貼裝精度上的規(guī)定的缺陷率(圖三)。
圖三, The distribution of deviation from normal X, Y and Theta.
支持服務(wù)
給客戶提供支持服務(wù)，對(duì)設(shè)備制造商是必須的，同樣提供保持通訊線開放的責(zé)任感，以得到機(jī)器的準(zhǔn)確的、可理解的信息。為了滿足知情的需求，應(yīng)該在發(fā)貨時(shí)提供完整的機(jī)器性能說明文件，應(yīng)該包括含有所有在QAC測(cè)試期間收集的機(jī)器規(guī)格數(shù)據(jù)的表格，以及解釋術(shù)語和收集信息類型的文件。
為了幫助顧客明白QAC過程和提供解答有關(guān)設(shè)備的技術(shù)問題的聯(lián)系地址，文件中也必須包括直接參與QAC評(píng)估的人名及簽字。
除這些信息之外，操作、中斷、失效和總計(jì)修理時(shí)間加上總計(jì)貼片數(shù)量、貼片錯(cuò)誤數(shù)量、內(nèi)在可用性、內(nèi)在生產(chǎn)量和在各PPM水平下的貼片性能、完整的技術(shù)術(shù)語解釋和統(tǒng)計(jì)關(guān)系的定義等也在機(jī)器性能文件包中。
最后，提供設(shè)備長期處理性能的良好前景，以及設(shè)備制造商維持內(nèi)部制造過程控制的能力，最新70臺(tái)機(jī)器的歷史數(shù)據(jù)也應(yīng)提供。這個(gè)信息可以用以計(jì)算失效之間的、中斷之間的、停機(jī)之間的平均時(shí)間，作為一個(gè)延續(xù)的平均。70臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)可使總計(jì)貼片數(shù)從10,000+增加到500,000+，產(chǎn)生相關(guān)的累積效益。事實(shí)上，這些為機(jī)器性能和設(shè)備制造商的內(nèi)部測(cè)量過程提供了一個(gè)長期的跟蹤過程。
結(jié)論
和PCB裝配關(guān)聯(lián)的要求變得越來越強(qiáng)烈。由于過程的復(fù)雜性增加，和元件類型的范圍變廣，貼片機(jī)性能必須在所有方面越來越精密。以可理解的方式收集和提供機(jī)器性能數(shù)據(jù)是伙伴合作過程的關(guān)鍵部分。測(cè)量本身只能解答問題的某方面；適當(dāng)?shù)亟忉尯蛻?yīng)用結(jié)果可達(dá)到完全的理解。