表面黏着技术诊断系统模板

1、表面黏着技术诊断系统表面黏着技术诊断系统-、尸. 、亠壹、 前言表面黏着技术 (Surface Mount Technology) 已渐渐地取代传统人工 插件的波焊作业方式 , 俨然成为现代电子组装产业的主流 , 因它能够组 装制造出相当轻、 薄、 短、 小且质量良好的电子产品。据统计数据显 示大约百分之九十的个人计算机 , 皆制造于表面黏着生产线 , 而非经由传 统的波焊生产方法。主要原因是由于现代的电子产品要求小型化、 高密 度化、 及更高的电子讯号传输效率。这也就是为什么表面黏着生产技术 逐渐地取代传统波焊生产技术的主要原因。一、 基本表面黏着制程表面黏着制程基本的生产制程可分为两类 :

2、烘烤制程(Curing)-在过焊锡炉(Wave soldering machine)波焊之 前，先以胶(Adhesive)将零件固定，再经过锡波的浸润(Wetting)后, 即可形成零件与焊垫(Pads)之间的焊接点(Solder joints)。其流程如图一右半部所示回焊制程(Reflowing)-第一步在焊垫上网印上锡膏(Paste),而后以自动机器于相对焊垫上放置零件，再经过回焊炉的高温烘烤,即可将零件及焊垫之间形成焊点，除非零件面(Primary side)具有其它的传统零件。则此制程无需再经由波焊制程。如图一左半部所示Cur ing - WavedTest ing (ATE)Refl

3、owCur ing - WavedTest ing (ATE)Reflow图一、表面黏着基本制程二、表面黏着制程现况及制程问题,如原材料、机械,如原材料、机械设备、参数设定、 生产程序等等(如图二所示),SolderabilitySolderability图二、 表面黏着制程变量因效分析图由图二中得知，由于表面黏着制程中牵扯的变量极多，因此如何稳定地、有效率地生产高质量的电子产品 ，已成为一般电子组装业的一大课 题与挑战。根据统计数据显示，在表面黏着制程中，从事于制程的除错及 改进的时间约莫占全部制程故障时间的百分之七十左右（如图三所示）。因此如何降低机器故障率、减少焊性缺点、及稳定制程仍是业

4、界的一大难题。也因此表面黏着制程的诊断及改进为本研究计划主要的研究目 标。图三、 表面黏着制程故障时间分布 (数据来源 : VeriFone Taiwan Ltd.)然而一般领域研究者对表面黏着技术研究一般着重于单一制程的个 别探讨, 并导出许多的复杂公式 , 但这些公式一般有以下的缺点 : ( 1) 无法 将公式有效准确地应用于瞬息万变实务上 ; ( 2) 未将完整表面黏着制程之 交互作用纳入考虑 ; ( 3) 须有特殊的仪器方能量取公式中的各种参数 ; 4) 难以启发一般使用者于实务中从事质量改进 , 除非要有进阶课程的学 习。再者 , 由于将制程经验及知识加以转换成适当的文件与记录是相当

5、 困难的事 , 一般业者对于表面黏着技术制程知识的获取、 经验传承及教 育训练 , 倍感困惑及无力感。特别对如雨后春笋般出现新的制程, 如 FPT,BGA, CSP, FLIP CHIP 等更觉雪上加霜。深感知识获得之不易及传承上 的难上加难。为了解决以上的问题 , 本论文将以模糊类神经 (NeuroFuzzy ) 技术 建立一套崭新的表面黏着制程诊断系统透过协助模式以帮助工程师 及作业者实时地解决一些制程及焊性缺点 , 以期提升产品质量及提高制 程稳定性。此系统包含以下要件 ( 1) 模糊类神经模式 - FAMS; ( 2) 完整 表面黏着制程的实验结果 ; ( 3) 专有制程知识及 ( 4

6、) 实际生产中获得的制 程管制数据 , 用以发展与建构此智能型诊断系统 , 并弥补传统统计制程管 制之缺点 , 成为一套能协助表面黏着制程管理、 质量改进及辅助诊断的 利器。此系统将使用类神经模糊的软件 (fuzzyTECH) 及 Visual Basic 进 行特殊程序代码撰写以作适当的接口延伸。发展完成的系统可提供 ( 1) 最佳化表面黏着制程参数 ; ( 2) 图型化制程改进使用接口 ; (3) 制程训练 的蓝本 ; ( 4) 在线规则学习机制等。除此之外 , 本诊断系统可藉由系统参数化之设计以模拟制程参数变化 对锡膏印刷质量、 回焊效果、 及整个制程总合变化。且系统已经实际 于表面黏着

7、生产在线试用 , 可达百分之八十五的准确度 , 因此本系统可在 程度上应用于其它厂牌之表面黏着机器及制程上 , 有效率地协助制程的 改进及稳定性 , 使业者更能改进其表面黏着的制程能力 , 进而增加其质量 竞争力。贰、 研究背景当前在表面黏着制程改进的相关研究上 , 大概可区分为三大类 :一般表面黏着技术的研究 , 着重于以特殊数学方程式表示个别制 程的生产状态。某些制程改进的研究 , 强调运用传统统计制程品管之概念 , 以改进表面黏着生产制程另外一些研究则运用专家系统与决策支持系统，提供制程问题改进的建议。以下分别讨论这三类研究的优缺点：表面黏着生产技术在电子业界与学术界皆有不少研究，其中多数的研究试图利用专业实验室的特殊仪器或复杂的方程式代表个别制程的生产状态，但往往疏忽其制程中各变量数间的交互作用，对实务上鲜少有正面重大的改进效果，只有在特殊原材料或机器研 发时才能明显地见到此研究方法的效益。以锡膏印刷制程(Printing)为例,有些研究着重于钢版开孔(Stencil aperture)的设计、刮刀(Squeegee材质的选定、印刷速度、刮刀压力、 及间隙值(Snap-off hei