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IPC-9850表面贴装设备标准集成设备附属委员会（5-41）正式提案2001.5译者序言IPC5-41附属委员会，由SMT设备用户和供应商组成，制定了IPC-9850标准，它将描述贴装机器能力的性能参数标准化，从而简化了评估贴装机器能力的过程。它结合了贴装产出和贴装品质，因此速度与精度参数相互依赖。该标准也规定了一致的、可证实的、性能参数测量的方法。最终结果将是一个共同的语言，运行用户和供应商对设备性能更有意义的沟通。IPC（theInstituteforpackagingandinterconnect）:封装与互连协会由300多家电子设备与印制电路制造商，以及原材料与生产设备供应商等组成，下设若干技术委员会。SMEMA（theSurfaceMountEquipmentManufacturesAssociation）表面贴装设备制造商联合会现在已经并入IPC。IPC还包括IPC设计者协会（主要是PWB印制电路板的设计者）、ITRI（InterconnectionTechnologyResearchInstitute）互连技术研究会和SMC（SurfaceMountCouncil）表面安装委员会。目录1简介1.1范围1.2目的1.3历史背景1.4执行1.4.1限制条件1.4.2测试元件1.4.3测试板1.4.4测试方法测量仪器报告1.5表格形式1.6数据格式1.7术语解释1.8测试单元2参考文献3贴片机性能3.1贴片机特性表IPC-9850-F13.1.1共性3.1.2性能认证3.2描述方法3.2.1背景元件可变性可贴片元件范围板可变性3.3机器性能参数3.3.1测试条件头/轴的数目头/轴的类型摄像头的类型送料器/送料托盘的数目吸嘴的类型吸嘴的数目贴装的板数每块贴装板上的元件数目错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。3.3.2基本时间参数贴装时间传输时间（Tt）总体节拍时间节拍时间净产量3.3.3CMM测试参数稳定性精确度Cpk的规定极限用Cpk描述元件终端覆盖焊盘的精确度4不良比例和可靠性能表——IPC-9850-F24.1不良比例4.2可靠性参数4.2.1辅助之间的贴装平均值（MPBA）4.2.2修理辅助的平均时间（MTTRA）4.2.3失效之间贴装平均数（MPBF）4.2.4修理失效平均时间（MTTRF）4.2.5总时间4.2.6非计划时间4.2.7操作时间4.2.8机器正常运转时间4.2.9预防性维护（PM）时间抓取失败率（PPM）4.3测试地点4.3.1机器数目4.3.2贴片机总数4.3.3抓取元件总数5测试能力确认——表IPC-9850-F35.1稳定性和重复性能力规定5.2精确度能力6测试工具6.1贴装测试板说明6.2贴装测试板传送器说明6.3玻璃片规格6.4粘胶介质的应用6.5贴装程序6.5.11608C元件6.5.2SOIC-16元件6.5.3QFP-100和BGA-228玻璃元件错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。6.5.4QFP-208玻璃元件7表格和图表附录A:能力指数附录B:CPK值的规定极限值附录C:机器能力测试中粘结剂的使用附录D:贴片后采用光学坐标检测元件的推荐方法附录E：贴装板上元件的位置附录F：精度测试板上元件的位置（待开发）附录G：如何进行GR&R测试、GR&R电子表格简介附录H——GR&R电子表格的介绍附录I——贴装测试板托架附录J——“终端覆盖焊盘率计算.XLS”电子表格使用介绍错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。1简介1.1范围这个标准是以说明书的形式对贴片机的贴装能力进行描述的。也就是在一定的贴装精度和贴装速度关系条件下，检验某一规格的贴片机是否与说明书相符合。1.2目的采用一定的参数、测试程序和方法对贴片机的性能进行说明、评估和长期认证。IPC-9850将这些参数、测试程序和方法进行了标准化。用这些标准化的工具来获得出现在本标准中的信息并报告之。1.3历史背景随着表面贴装技术（SMT）的发展，用户始终面对着在特定的生产环境中能使贴片机保持最佳工作状态的问题。能够精确对中、快速贴装元件到印刷线路板（PWB）的焊盘布局上（pattern）是贴片机的一个优势，也是选择贴片机的起码标准。贴装速度最快而对材料的损伤最少的贴片机才是最好的贴片机。最初，通用的评定贴片机的方法是看其贴装产出率。根据这一标准，贴片机为用户贴装了大量的产品，能够目测到贴装错误的产品才是废品。在当时，最少的废品和最耐用的机器就是最好的机器。对于现代贴片机的高产量和可靠性的评定，需要收集大量的评估产量和可靠性的有效数据。这个标准提供了一个新的衡量现代贴片机产量和可靠性的工具，性能结果还是以传统的形式表现。此外，除了产量和可靠性的要求，对贴片机的需求也越来越广泛。元件尺寸逐渐减小，元件的引脚越来越密，贴装位置越来越紧凑。而且，印刷线路板（PWB）上的元件和产品的种类显着增加。现在的贴片机必须更高速精确贴装以降低成本。这就对贴片机提出了更多的要求。在过去，贴片机厂商采用自己的参数和方法来说明机器的生产能力和产量。众多的评估手法造成在相似类型机器之间进行优劣性比较的难度增大。为了获得比较数据，用户不得不采用相同条件下不同机器现场开工比较的方法。这种方法浪费了用户的大量时间，同时要求厂商有雄厚的资本。这个标准将描述贴片机贴装能力的性能参数标准化，从而达到了简化评估过程的目的。同时，也将贴装产量和贴装质量联系起来，即贴装速度和贴装精度是相互影响的。标准也规定了测量贴片机贴装能力参数的方法。从而减少了由于客户怀疑机器功能是否正常而造成客户与厂商之间的潜在矛盾的发生。这里采用的方法是始终如一的、有据可察的，是客户与厂商之间通用的方法。这些方法是通过从所有的SMT工艺变量中分离贴片机的性能参数来获得的。包括印刷锡膏、元件质量、包装类型和PWB质量等参数。这个标准中的速度和质量评估方法指出，所做的测试是把标准元件贴到洁净的玻璃板上的粘性介质上进行的。经验表明表面贴装设备要想在生产中运行良好必须先在粘胶介质上运行良好。而且，提高在粘胶带上的工艺能力通常也就是加强在生产中的工艺能力。虽然这种方法不能用来预测产品的质量，但可以用来尽可能的减少设备、产品、工艺和操作之间的变量。虽然最终目标是评估机器在真实PWB上的贴装能力，但是以实际生产中的精度和速度进行测试是不现实的。我们希望将来的在线监测系统能够提高测量元件的位置和方向的能力。在将来有可能实现使用在线的贴装后（POST-PLACEMENT）（在回流焊前）AOI处理系统来测量贴片机的贴装能力。由于高速贴装和细间距元件贴装设备之间没有明显的界限，在本标准中没有将其分成两种类型的机器。客户可以根据厂商提供的数据来决定那一款是最好用的机器。1.4执行1.4.1限制条件这个标准是由一系列表面贴装设备的最基本的参数组成的。在某些场合下补充规定是有其价值的。标准中选用的参数集中有作为厂商通用说明中要求的核心部分最佳子集。这一核心部分将来将作为技术规定进行修订。此外，因为软件和硬件在每一种独立类型的机器上有着多种可能组合，标准不可能包含所有的组合形式。这些特征和选择对特定机型的整体能力都有影响，这些复杂性将留给用户去体会。而且，用户有义务理解标准中给出的每一个参数的限制条件和误差，才能得出正确的性能结论。1.4.2测试元件选择QFP-100、QFP-208、BGA-228、1608C电容和SOIC-16这五种类型的元件为贴装元件的代表。详见表3-1和第6节。在考核一部贴片机时，其中的一个目的就是评估贴片机引起的误差。隔离贴片机对贴装误差的影响，能很好的减少其他因素对贴装误差评审工艺的影响，这也正是本标准想要厂商能够作到的。采用最好的元件可以很好的减少元件对贴装错误估计的影响。这样元件误差的影响减小到最小，与SMT元件间的变量联系起来。例如，选择1608C电容芯片作为测试样品主要是因为其侧边的制造精度高，外形方正。之所以不选择芯片电阻，是因为它的顶部外缘的制造形式，在贴片机的CMM摄像头下不能靠侧边或底边很好的定位。但由于陶瓷的芯片电容为球形，所以在确定它的电极时仍然存在一些问题。选择SOIC-16集成电路作为一个标准元件，是因为它相对低的成本和坚固的结构。SOIC-16元件可以代表很大范围的标准化粗间距引脚元件。几乎所有类型的贴片机都可以处理SOIC-16器件，因此使用SOIC-16为样板，可以对不同的贴片机进行比较。而且1608C和SOIC-16都采用了经济的带式包装，此种包装方式能使贴装速度达到最大从而得到了广泛的应用。不管1608C还是SOIC-16都要符合JEDEC标准。玻璃元件能给贴片机中的视觉系统带来无弯曲引脚和其他缺陷的完美图像。玻璃元件还具备基准Mark点，可以加速坐标测试器（CMMs）的测量速度。CMM通过测量玻璃元件上的基准Mark点，而不是玻璃元件真实特征，来计算玻璃元件特征的位置。只有通过NIST认证有效的玻璃元件基准Mark点才可以用来表现玻璃元件特征的位置。在贴片机测试中不对玻璃元件基准Mark点进行处理，这些点对正常的视觉系统操作没有什么影响。明确定义基准Mark点有利于减少整体误差，包括测试仪器本身的部分误差，尤其重要的是密间距元件（QFP和BGA）的规定误差要求非常严格。在这个标准中，选用了两种QFP和一种BGA玻璃元件为代表元件。尤其是QFP-100、QFP-208和BGA-228这三种元件可以用来对很大范围的具有特定IC盘和复合贴装功能的射片机（chip-shooter）进行比较。当利用玻璃元件时，为了维持连续性，料盘中的玻璃元件应该保持相同的方向。可以利用标准中定义的相同的基本方法对其他类型的SMT元件进行分析。采用玻璃元件代表微小BGA（micro-BGA）和倒装芯片(flip-chip)元件，很显然扩充了厂商和用户所希望考虑的因素。标准的后面会提到相关其它类型元件的附加规定。1.4.3测试板标准中的测试方法是，将元件贴到洁净的玻璃板上的粘胶介质上。这种方法有两个优点。第一，玻璃板的尺寸稳定，与环氧树脂玻璃PWB原料不同，玻璃板不容易收缩和卷曲。第二，可以利用标准光学坐标测试仪（CMM）对元件外形进行照明。CMM可以快速准确测量大量元件。为了使评估过程简单化，采用相同玻璃板贴装不同类型元件进行评估和认证。标准中提到的板