國際通用的貼片機檢測標準及相關(guān)術(shù)語
隨著表面貼裝技術(shù)（SMT）的發(fā)展，貼片機用戶不斷提出一個重要的問題；即在給定的SMT制造環(huán)境中，設(shè)備應(yīng)具有*佳的狀態(tài)來完成其規(guī)定的功能及指標。表面貼裝技術(shù)的優(yōu)點是把器件**快速地貼放到印制板的電路焊盤上。這是選擇貼片機的*起碼條件，由此人們便認為貼裝速度*快，器件損傷*低的貼片機是*好的。
初期，評估貼片機是*常用的方法是考核實用印制板的貼片產(chǎn)額。由貼片機貼裝大量用戶提供的實用器件與印制板，目檢貼裝偏差，人工逐個計數(shù)。*后判定貼裝廢品率*低*耐用的貼片機為*好的?，F(xiàn)代貼裝機產(chǎn)額及可靠性指標的量化評休，需要收集非常大量的有效數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理分析*終才可以得到結(jié)論。標準規(guī)定了包括貼片機的產(chǎn)額及可靠性的全套工具，以指導(dǎo)貼片機制造廠商和用戶改善目前仍在使用的一些方法。
隨著微電子器件封裝的日趨精細，印制板面器件的排列間距也愈加緊密，*終促使印制板上安裝的器件數(shù)量遞增，電路貼裝密度提高，所有這些因素明顯地對表面貼裝技術(shù)設(shè)備提出了更高的要求，貼片機除高產(chǎn)額及高可靠性的性能指標外，對貼片機的器件貼裝速度及貼裝精度的要求也越來越高。
一般講，貼片機的制造廠商都會選用自已定義的參數(shù)和方法來表述各自設(shè)備的產(chǎn)額及貼裝能力的性能。由此帶來許多技術(shù)指標的定義及測量方法的不一致，對同類型貼片機相互間的比較是非常困難的。要得到可比較的數(shù)據(jù)，必須在同樣的條件下，安裝需要對比的貼片機，大量器件貼裝操作分析比較進行評估。但這種方法對制造廠商和用戶講是相當費工費時，且其成本也是極其可貴的。
標準通過對表征貼片機能力的相關(guān)參數(shù)標準化，簡化了整個評估過程。把產(chǎn)額與貼裝質(zhì)量聯(lián)系在一起，提出了貼裝速度與貼裝精度的關(guān)聯(lián)性。制定了貼片機能力因素測量的一些基本方法，一但用戶認為設(shè)備性能不正常時，減少了與制造廠商之間產(chǎn)生不必要的矛盾。這些測量方法具有一致性及可檢驗性，于是制造廠商與用戶間提供了一個雙方可接受的方法。
標準規(guī)定的方法是將貼片機固有的機器性能從SMT過程的諸多工藝變量中分離出來，如焊膏印刷，器件質(zhì)量，封裝質(zhì)量，印制板質(zhì)量等。標準規(guī)定對貼片機的貼裝速度及貼裝質(zhì)量的檢測方法，整個測量過程是將標準器件貼裝到復(fù)貼粘膠帶/紙的玻璃樣板上。實踐經(jīng)驗證明，如貼片機能在復(fù)貼粘膠帶/紙玻璃樣板上**地貼裝器件，則在生產(chǎn)時同樣能**貼裝。而且，通過在粘膠帶/紙玻璃樣板上進行貼裝工藝改進，可直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)時產(chǎn)品質(zhì)量的提高，雖然這種方法并不能提供**的予測生產(chǎn)質(zhì)量的信息，但為了消除因操作者，產(chǎn)品，工藝等因素變化而產(chǎn)生的不利影響，這種方法是可取的。
用戶*終目的是要求貼片機在實際涂布焊膏的印制板電路焊盤上貼裝器件能力的評估但在要求具有一定的測量速度的精度的條件下，這種測量方法是很難做到的
檢測系統(tǒng)實時測量印制板上貼裝器件的排列定向及位置偏差。使用（AOI）自動光學檢測系統(tǒng)測量貼片機能力因素以已成為現(xiàn)實。
由于高速貼片機的精密貼片機在某些性能指標上的重疊，標準沒有完全將這兩種類型貼片機加以區(qū)別開來，準許用戶根據(jù)制造廠商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)報告決定某類型貼片機的應(yīng)用范圍。
檢測評估貼片機時，目的之一是取得由貼片機固有引入的貼裝誤差。為把貼片機所造成的貼裝誤差分隔開來，就需要其他因素對貼裝檢測全過程的影響。使用幾乎**的測量器件樣本就能減少貼片機誤差評估的影響，這些器件樣本使得因器件封裝間尺寸變化的影響降到*小。例如，選用1608片式陶瓷電容器用作測量器件樣本，因為陶瓷疊層電容器的邊沿制造工藝精密，呈方形。而片式電阻未被選用，是因為經(jīng)光學坐標測量系統(tǒng)（CMM）檢測，器件頂部邊沿與用作貼裝面的邊沿及底部很難對準。片式陶瓷電容器引線端略有些弧形，也會存在一些未定因素。
SOIC-16作為測量器件樣本，因為其較低的成本及結(jié)構(gòu)堅固。SOIC-16可代表貼片機對粗引腳間距器件印制板的貼裝能力，幾乎所有貼片機都能貼裝SOIC-16器件，這樣使用SOIC-16可對各種貼片機進行比較。SOIC-16，1608兩種器件封裝都采用卷帶包裝成本較低，大多數(shù)貼片機都能達到其*大的貼裝速度，1608，SOIC兩種器件應(yīng)滿足JEDEC標準規(guī)定的技術(shù)要求。（JEDEC，美國電子器件工程協(xié)會）
一種檢測用的玻璃器件樣本采用薄膜工藝制作器件封裝圖象，不存在引線彎曲變形等缺陷現(xiàn)象，適用于貼片機的光學視象檢測系統(tǒng)，可檢測得到**的器件封裝圖象。玻璃器件樣本的基準標志圖形，提高了坐標測量系統(tǒng)（CMM）測量速度。根據(jù)基準標志坐標，CMM可測量得到每個器件樣本圖形的實際位置，取代原來采用的器件引腳，封裝邊沿尺寸等方法。玻璃器件樣本的基準標志經(jīng)美國國家標準協(xié)會（NIST）鑒定，基準標志是**可用于表征器件樣本圖形坐標位置的參考點。在檢測及未知干擾對貼片機視覺系統(tǒng)正常操作影響時，玻璃測量器件樣本的基準標志不需要貼片機進行處理，這就減少了因貼片機光學測量系統(tǒng)引入的誤差。顯然經(jīng)鑒定的玻璃器件樣本基準標志將測量系統(tǒng)導(dǎo)致的測量誤差降到*低程度，這對于貼裝偏差標準界限嚴格的精細引腳間距器件（QFP，BGA）尤為重要。
在標準中，有兩種QFP封裝，一種BGA封裝形式的玻璃器件樣本，分別代表QFP-100，QFP-208，BGA-228器件，用于對具有IC貼裝功能的高速貼片機與多功能精密貼片機貼裝能力的評估比較，為保證測量的一致性，玻璃器件樣本在華夫盤中的安放位置應(yīng)同一方向排列。
其他封裝形式的SMT器件也可按照本標準規(guī)定的方法制作，作為標準的擴展部分，可制作Micro-BGA，Flip-Chip封裝的玻璃器件樣本，代表相應(yīng)的實用器件封裝。有關(guān)增加器件樣本的要求在本標準后面敘述。
標準的評估方法規(guī)定將選定的器件樣本貼裝在復(fù)貼粘膠帶/紙的玻璃檢測樣板上。這種方法有兩個優(yōu)點；一是玻璃樣板相對環(huán)氧玻璃絲層壓板幾何尺寸穩(wěn)定，后者對收縮彎曲敏感。其二，可使用標準的化學坐標測量系統(tǒng)（CMM）對樣板進行照明，CMM能完成高精度高速度大批量器件的測量。
為簡化測量評估方法，標準規(guī)定檢測樣板的尺寸規(guī)格，進行各種類型的器件貼裝檢測評估。在標準中這種檢測樣板稱之PVP（PlacementVerificationPanel）貼裝檢測樣板。PVP基準標志的位置符合NIST標準要求，這些基準標志用于貼裝及測量設(shè)備的定位。標準檢測樣板可配用于下列器件樣本組（一批一種器件樣本組）：
a.36QFP-100，b.30QFP-208，c.100BGA-228，d.80SOIC16，e.4001608（片式陶瓷電容器），粘膠帶/紙的應(yīng)用需要經(jīng)驗，正確的粘貼工藝能固定器件的貼裝位置，如用量太多則會產(chǎn)生強烈的背射光干擾。粘膠帶/紙按相應(yīng)指定應(yīng)用指南。
標準著重保證測量工具能正確表述整個測量過程，測量工具提供用戶一種對制造廠的技術(shù)報告進行檢查的方法，能保證兩者在雙方共同接受的原則下，正確評估貼片機的性能。光學CMM是評估表面貼裝過程的有力工具，其**度與重復(fù)性明顯高于貼片機，對CMM要求具備的測量能力主要取決于被測器件的類型及制造廠提交的器件貼裝偏差標準界限的技術(shù)條件。
評估測量系統(tǒng)性能的可接受條件稱之為測量重復(fù)性及再現(xiàn)性（GR/R），測量重復(fù)性及再現(xiàn)性（GR/R），確定對同一被測對象的多次測量結(jié)果的一致性。其要求測量數(shù)據(jù)的不確定性（6ⅹGR/R偏差）在優(yōu)于25%被測對象技術(shù)指標范圍的。GR/R關(guān)注的是測量數(shù)據(jù)的一致性，不是測量數(shù)據(jù)的**度。對坐標測量系統(tǒng)（CMM）的測量**度檢測較準，附錄G進行計論。
光學坐標測量系統(tǒng)（CMM）的**度檢驗采用的是由經(jīng)過鑒定的標準CMM校準樣板的進行對比校準方法，標準規(guī)定使用由表面薄膜工藝制作器件封裝樣本圖象的玻璃平板，經(jīng)NIST鑒定作為標準CMM校準樣板傳遞。檢驗CMM的過程是把CMM對標準校準樣板的實測數(shù)據(jù)逐一對比該標準樣板鑒定報告書上的數(shù)據(jù)，計算得到其**度。
CMM測量設(shè)備可接受條件是對某一給定器件封裝類型，在規(guī)定的校準檢測程序下，應(yīng)滿足或超過測量重復(fù)性，再現(xiàn)性（GR/R）及**度的技術(shù)要求。
自動光學坐標測量設(shè)備由于測量速度快，受到許多貼片機制造廠商和用戶的普遍好感。為得到有意義的統(tǒng)計評估結(jié)果需要大量的測量數(shù)據(jù)，需要測量的高速度。雖然本方法已證明能很好工作，但存在一些顯著的局限性，這些局限性制約了實際SMT過程一些結(jié)果的描述。
CMM原先專為設(shè)備制造廠研制的，其光照系統(tǒng)和測量工具未為測量SMD器件進行優(yōu)化設(shè)計，測量評估是利用被照明貼裝在PVP面上的器件樣本，在CMM上得到高清晰質(zhì)量PVP樣板及器件樣本和圖象，然后測量器件樣本坐標位置。
CMM的缺點除了成本及沒有靈活性，CMM的可靠結(jié)構(gòu)，精密定位及高質(zhì)量圖象等特點，其價格昂貴。CMM需要精密校準，對環(huán)境條件變化敏感，使得CMM不便于移動。
測量結(jié)果應(yīng)記錄在標準格式的表格中，貼裝性能測量表格的格式是IPC-9580-F1（PlacementPerfor-manceForm），本格式有兩項，其一是貼片機的型號，表示該類型貼片機的通用性能，二是貼片機的序列號，確認本機器的技術(shù)性能。貼片機的貼裝速度及貼裝精度一并在表中列出。
IPC-9580-F1由CMM測量器件樣本貼裝偏差的能力確認IPC-9850-F3（CMM Capability to uateMetricParameters）格式的支持，后者CMM校準檢測表格用于對貼裝性能測量表IPC-9580-F1貼裝檢測數(shù)據(jù)的測量保證。
IPC-9580-F2（ReliabilityPerformanceForm）是可靠性數(shù)據(jù)格式，提供用戶記錄數(shù)據(jù)所確定的結(jié)果。其不象貼裝性能測量表格（IPC-9850-F1）列出的保證性能，而是用戶在其工廠根據(jù)收集相當量數(shù)據(jù)所得到的可靠性水平，這個可靠性格式為制造廠建立了一個基礎(chǔ)，據(jù)此提升SMT設(shè)備的可靠性，可維護性，實用性。
第七節(jié)，列示上述全部表格格式的副本。
貼裝偏差數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理，我們假定所有的偏差都服從正態(tài)（高斯曲線）分布法則。但事實并非如此，存在其他分布形式的數(shù)據(jù)也是正常的。正因如此。標準規(guī)定貼片機能力因素CPK為2.0，1.33兩級水平，這表示貼片機的貼裝偏差重復(fù)性精度分別為99.9968%，99.9999%。用戶在考核貼裝偏差的分布是否符合正態(tài)分布法則，重要的是取決于貼片機貼裝偏差的水平與能力因素CPK；1.33，2.0正確的相連關(guān)系。
基準標志Fiducials在PCB或其他玻璃，陶瓷等電路基板安裝面上用于貼片機視覺對準系統(tǒng)對基板進行定位及定向的圖形標志。
器件 Component用于在電路基板上構(gòu)成功能電路的表面貼裝器件。
貼裝偏差PlacementError實際貼裝器件位置與由貼裝程序經(jīng)貼裝機定義的器件位置，兩者之間的物理距離。
檢測樣板Slug由NIST鑒定的有基準標志及器件封裝光學刻蝕圖形的玻璃檢測樣板。
X軸向平均偏差XDEV器件貼裝X軸向的平均偏差（平均檢測樣板上%26ldquo;9850 Verification%26rdquo;標志）。
Y軸向平均偏差 YDEV器件貼裝Y軸向的平均偏差（垂直檢測樣板上%26ldquo;9850 Verification%26rdquo;標志）。
?軸向平均偏差? DEV 器件貼裝?軸向的定位角度平均偏差（環(huán)器件X-Y軸面中心）
伸出 Overhang器件引腳的寬或長方向超出焊盤輪廓線的邊沿部分，其原因是器件貼裝時，X，Y，?軸向綜合誤差所致。
輔助 Assist在貼片機運轉(zhuǎn)周期內(nèi)發(fā)生的意外中斷，其需要滿足下列三個條件，即可恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)：
a.通過外部的干涉（操作者用戶，人工或主控計算機），中斷的貼片機重新運轉(zhuǎn)。
b.除制造廠指定的易耗另部件外，不存在貼片機另部件的更換。（此定義區(qū)別由貼片機貼裝SMD器件的操作）。
c.貼片機技術(shù)文件的操作規(guī)定不作進一步更改。
貼裝時間 BuildTime貼片機吸持、貼裝檢測樣板上全部器件所占用的時間，包括檢測樣板基準標志識讀及吸嘴變換時間。
故障 Failure與支持(Assist)不同，由規(guī)定的貼片機操作發(fā)生變動或意外中斷，為貼片機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，按性質(zhì)更換貼片機另部件或重新啟動。
產(chǎn)額NetThroughput每小時貼片機在檢測樣板上貼裝器件樣本的數(shù)量。
維修保養(yǎng)PreventiveMaintenance(PM)按制造廠制定的PM日程計劃，停機進行維修保養(yǎng)。
重復(fù)性精度Repeatability多批次電路基板表貼器件貼裝位置的標準偏差。
貼裝流水時間 TactTime給定的貼裝程序下，在檢測樣板上貼裝單個器件樣本所占有的平均時間，不包括基準標志識讀時間，吸嘴變換時間，換板時間。
全程序貼裝流水時間 TotalTactTime給定的貼裝程序下，在檢測樣板上貼裝全部器件樣本所占有的平均時間，不包括基準標志識讀時間，吸嘴變換時間，換板時間。
轉(zhuǎn)換時間 TransferTime檢測樣板送入，送出貼片機的整個傳送時間，不包括在貼裝工作區(qū)檢測樣板滯留的時間。
a. 送入及送出貼裝工作區(qū)的傳動
b.在貼裝工作區(qū)，檢測樣板被夾持固定及送開的時間
單位制UnitsofMeasurement
國際通用的貼片機檢測標準及相關(guān)術(shù)語介紹完畢。