SM321貼片機貼裝密管腳CPU芯片偏移問題研究

萬延鋒

摘 要：找到引起SM321貼片機貼裝偏差的原因，另辟蹊徑，尋找一種校正坐標的方法，使貼裝一次成功，所有貼好的芯片不用人工撥正，CPU貼正合格率達到100%。

關鍵詞：貼片機；貼裝偏差；整體貼裝坐標

1 問題現象

三星SM321貼片機在貼裝密管腳CPU芯片時存在貼裝偏差，密管腳CPU芯片偏差容忍度極低，當貼裝偏差Δ大于0.125mm時（如圖1的X），就必須人工進行二次撥正，如圖所示。

圖2為Δ大于0.125mm的引腳間距0.5mm的CPU芯片。經過撥正的芯片因不是一次貼裝到位，在經過熱風回流焊接后常存在質量缺陷，如圖3所示，該質量缺陷多為芯片橋連，虛焊，占總缺陷的40%以上。必須在熱風回流焊工序后對所有電路板進行嚴格目視篩查，并進行挑錫，補焊等二次返工工作。目視篩查常有遺漏，而且經過返工后的產品質量不可靠，更為嚴重的是部分難以返修成功造成整塊電路板報廢，報廢率2‰，增加成本。

2 問題根源

通過不斷調整電路板上所有元器件的整體貼裝坐標的方法難以調好，表1是四塊四拼板電路板的一次貼裝實驗情況，每貼完一塊根據貼裝偏差調整下一塊的整體貼裝坐標。

由表1可知，調整后的貼裝位置不完全按所料想的規律變化，多次調整后仍不成功，導致總是有芯片貼裝偏差大于0.125mm，必需人工二次撥正，以致造成連焊。

3 貼片機的貼裝定位原理

貼片機貼裝時是以整塊電路板兩對角的MARK點（光學定位基準點）為基準進行貼裝，貼裝每塊電路板前，光學相機系統會對每個即將貼裝的整塊電路板的MARK點的位置坐標進行采集，以此位置坐標，計算出電路板上每個器件的貼裝位置，如圖4所示。

按照常規思維，一般認為由設計PCB導出的各個器件之間的貼裝坐標是理想的理論坐標，不用調整，因此在實際生產過程中發現CPU貼不正時，認為整體貼裝坐標偏了，只對整體貼裝坐標進行調整，即調整整塊電路板上所有元器件的坐標的坐標原點，如圖5所示。

4 問題原因

但是，每次在首件電路板生產時發現，機器自動采集的電路板MARK定位點坐標不完美，如圖6因定位點坐標不精確造成所有貼片件整體貼裝位置偏移，此偏移在密管腳CPU芯片上被直觀地體現了出來，若調整整體偏移，重復自動采集并較正定位點坐標（如表1貼裝實驗），貼裝后會造成更加混亂的隨機偏移。

5 打破常規思維，試圖調整拼板上各個CPU的局部坐標

首塊電路板生產時，若光學系統自動采集電路板MARK定位點坐標后，CPU存在貼裝偏差時，若整體貼裝偏差較小，不多次自動采集MARK點的定位坐標，試圖僅僅調整存在貼裝偏差的CPU相對于圖6坐標原點的坐標，如圖7，憑人工經驗對各個偏差的CPU坐標進行局部手動微調，其它元器件坐標不調節。

箭頭所指即為調整界面，值得一提的是，調整只能在坐標數據的百分位進行，每次調整的步距最好為0.02mm，以免過調或無效調節，造成混亂。

6 實驗驗證

調整過程貼裝實驗貼裝偏差如表2所示。

逐個調整個CPU貼裝坐標后，貼裝偏皆穩定地小于0.125mm，符合貼裝要求，貼裝后的芯片一次性合格，不需要進行人工修正。

參考文獻

[1]SAMSUNG Advanced Flexible Component Placer SM321：Intuoduction、Programming Tutorial、Administrator's Guide.