王 娟
(廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510515)
據(jù)統(tǒng)計(jì)在SMT工藝中,印刷引起的SMT缺陷超過60%,其中僅由模板的不良而引起的缺陷占到35%,另外60%的組裝缺陷和87%的回流焊接缺陷都是由于模板不良造成的。因此模板的質(zhì)量對SMT的品質(zhì)、生產(chǎn)效率起著致關(guān)重要的作用,優(yōu)質(zhì)的模板可以提高SMT工藝的質(zhì)量。
在焊膏印刷過程中,焊膏的因素和印刷過程的印刷參數(shù)同樣會對SMT模板造成一定的影響。如焊膏的粘性太大,則焊膏則不易穿過模板的開孔會使焊膏掛在模板孔壁上;焊膏焊料的粒子的直徑不宜過大,否則會造成印刷時的堵塞;印刷機(jī)的刮刀壓力太大,則導(dǎo)致焊膏印得太薄,更有可能會損壞模板;印刷機(jī)刮刀速度過慢,焊膏的黏稠度大會導(dǎo)致焊膏殘留在孔壁上;脫模速度時間過長,易在模板底部殘留焊膏。以上因素有可能導(dǎo)致開孔形狀變化、開孔位置有偏差以及開孔尺寸偏小或偏大。通常可使用無水酒精在焊膏印刷過程中一般每隔10塊板對模板進(jìn)行清洗一次,以消除其孔壁的附著物。但如何刮刀壓力過大損壞模板,則該模板被廢棄。
控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)其中一指標(biāo)為開孔位置偏差,根據(jù)開孔位置偏差是由X、Y坐標(biāo)共同評價,其選擇控制圖應(yīng)為多變量控制圖,本文選擇使用靶心控制圖對開孔位置偏差進(jìn)行控制研究。
多變量分析研究Hotelling’s T2,其控制圖主要的想法是利用新觀察值與歷史數(shù)據(jù)平均值之間間距離的概念。圖1的中心點(diǎn)(軃)為其數(shù)據(jù)的平均值,從點(diǎn) A(x,y)到平均值的直線距離為
但T大到一定程度時,認(rèn)為A點(diǎn)顯著,也就是極有可能發(fā)生異常。圖中,UCL表示上控制界線,LCL表示下控制界限。實(shí)際上,T2統(tǒng)計(jì)量是將多元樣本觀測值轉(zhuǎn)化為一元統(tǒng)計(jì)量,其基本前提是多元觀測值服從正態(tài)分布。T2控制圖由UCL以及抽取的數(shù)據(jù)點(diǎn)的T2值的描點(diǎn)序列組成。如圖1所示。
圖1 二元控制區(qū)
根據(jù)SMT模板位置偏差的兩個影響變量X、Y的影響因子相同原則,SMT模板位置偏差二元控制區(qū)應(yīng)為圓形區(qū)。根據(jù)Hotelling’sT2的變量分析,為了達(dá)到直觀顯示抽取數(shù)據(jù)點(diǎn)在控制圖中顯示的位置來體現(xiàn)孔位位置偏差程度,該系統(tǒng)將UCL與LCL界限轉(zhuǎn)換為圓形控制域,而抽取的數(shù)據(jù)點(diǎn)X、Y位置偏差值直接描點(diǎn)至二元控制坐標(biāo),這樣就形成了靶心控制圖。
抽樣方案:在SMT印刷商隨機(jī)選取一塊SMT模板,對其進(jìn)行影像測量,系統(tǒng)計(jì)算獲得開孔尺寸位置數(shù)據(jù),為了衡量不同孔位的位置與Gerber文件獲取的標(biāo)準(zhǔn)位置的誤差值,本系統(tǒng)針對孔位采用的統(tǒng)計(jì)控制參數(shù)為孔位位置偏差,設(shè)孔位位置坐標(biāo)為(x,y),Gerber文件讀取的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo)為(x0,y0),則孔位位置偏差(△x,△y)應(yīng)滿足△x=x-x0,△y=y-y0方程式。根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算得到的開孔位置坐標(biāo)與Gerber文件提供的標(biāo)準(zhǔn)位置坐標(biāo),系統(tǒng)計(jì)算得出開孔位置偏差數(shù)據(jù),如表1所示。
系統(tǒng)選擇單值極差控制圖中單值的UCL為控制上限。根據(jù)常用計(jì)量值控制圖的類型與控制圖參數(shù)的計(jì)算公式與表1計(jì)算:
靶心控制圖控制下限LCL根據(jù)位置偏差值特性,可知:
LCL=0
圖2為系統(tǒng)繪制的SMT模板開孔位置偏差靶心控制圖:
圖2 靶心控制圖
從圖2可看出,位置中心X、Y偏差在第一象限的點(diǎn)最少,而其描點(diǎn)多偏左、偏下,系統(tǒng)分析其原因可能是開孔位置有規(guī)律性偏差或在焊錫過程中焊膏遺留在孔的右上方,故開孔位置應(yīng)偏向右上方進(jìn)行校正或通過增加孔右上方的坡度防止焊膏停留在孔右上方。