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1、 貼裝性能檢測表格IPC-9850-F1 Placement Performance Form

    本表格式具有兩種不同的功用項；其一寫入是貼片機的型號，表示該類型貼片機的通用性能，二是寫入貼片機的序號列，確認本機器的技術性能。表格的首部分為兩片區，首部左邊區寫入貼片機型號，制造廠名；首部右區僅本表用于貼片機性能確認時寫入；貼片機序列號、出廠日期。

    主表格分為四部分，以下詳述：

    第一部分，列示第2、3、4部分檢測項目的測量條件：

貼裝頭/真空吸嘴的數量 Number of Heads/Spindles

貼裝頭/真空吸嘴的類型 Type of Heads/Spindles

攝像機的類型 Type of Camera

送料器/華夫盤的數量 Number of Feeders/Trays

真空吸嘴的規格 Type of Nozzles

真空吸嘴的數量 Number of Nozzles

貼裝檢測樣板的數量 Number of Panels Built

每塊檢測樣板貼裝器件樣板的數量 Number of Parts Per Panel

以及為提供這些記錄，貼片機硬件與軟件調整的表述。

    第2部分，列示在器件樣本貼裝周期，檢測的時基參數：

貼裝時間 秒 Build Time

轉換時間 秒 Transfer Time

貼裝流水時間 秒 Tact Time

產額（CPH），由時間參數得到。Yield

    第3，4部分在第1部分貼片機調整的條件及第2部分測量配置的狀態下，CMM對貼裝有器件樣本的檢測樣板測量及分析的性能指標：

重復性精度（標準偏差）

精確度（CPK=1.33）目標值標準界限

精確度 (CPK=2.0) 目標值標準界限

CPK(引腳/引線端與焊盤50%搭接面積

CPK(引腳/引線端與焊盤75%搭接面積

重復性精度及精確度以X軸，Y軸， Ө轉動軸分別計算，引腳與焊盤搭接面積以X，Y，Ө傳動軸

綜合偏差計算（引腳端與焊盤搭接面積CPK的計算）。

附錄D提供測量器件樣本中心位置的兩種方法，據此可得到測量偏差。

通用性能General Performance

    制造廠采用IPC-9850貼片機性能檢測方法規定的檢測程序，IPC-9850-F1格式是用于表述貼片機型號及該機型的通用技術指標。制造廠向用戶供貨時，本格式的復印件應作為技術文件提交。（即；該型號通用技術指標）

性能的確認Performance Validation

    在向用戶供貨前，制造廠應按本標準規定的檢測程序，至少完成對一種類型器件樣本在檢測樣板上進行貼裝測量，使用IPC-9850-F1格式表述對被檢貼片機技術性能的確認。制造廠可提交對最具代表性的器件樣本貼裝測量數據，或者制造廠與用戶雙方同意的器件樣本進行貼裝測量。寫入IPC-9850-F1格式，并應寫入被測貼片機的序列號及生產日期。

    選用1608C作為貼片機性能檢測的器件樣本，可按特例處理。即在被檢貼片機檢測時，制造廠可僅在每塊檢測樣板上選擇1,5,9,13,17,行的器件樣本的貼裝位置進行測量（第1行為檢測樣板標有“IPC-9850檢測樣板”字樣上方水平第1行）。此舉目的是為了減少因貼片機的貼裝準備工序所費的時間，尤其是CMM測量時間及為了減少因貼裝測量前后的等待時間，在檢測樣板面上復貼粘膠帶的張力對貼裝器件樣本的影響。但必須按本標準規定該檢測樣板完成400件樣本的貼裝。

制造廠應保證IPC-9850-F1列示的所有類型器件均在該型號貼片機具有的設備能力范圍內。

至于增加其他類型器件作為測量樣本項，由制造廠或代理商自行決定。此項操作應按下列指南進行：

1） 至少30件實用器件/器件樣本，或貼裝滿8“×8“貼裝檢測樣板。

2） 器件/樣本必須等量按4個排列方向貼裝（除非該貼片機不具有多方向貼裝功能）。

3） 必須在檢測樣板基準標志所轄范圍長和寬面積內貼裝。

4） 測量圖形設計應從左到右，從上到下分布均衡，密度合理。

5） 由多塊檢測樣板測量，取得數據。

6） 檢測樣板測量貼裝圖形少于100個，則應測量全部被貼實用器件/器件樣本。

7） 貼裝器件樣本數量等于或大于100件，如每一行貼裝排列方向不同，為保證測量精度，每一排必須有規則取樣測量。如每一排貼裝排列定位方向不同，為保證測量精度，每一行必須有規則取樣測量。

2、 表征方法Characterization Methodology

    過去已采用過許多種評估貼片機性能的方法，本標準規定的測量方法，是使用非接觸式的光學坐標測量系統測量貼裝器件相對于檢測樣板上基準標志的坐標位置，這種方法之所以被選用，是因為許多制造廠和用戶對使用這種方法已積累了相應的知識，并改善了CMM進行貼片機評估及判斷的工具。

    為獲得對貼片機性能指標的數值化，表征方法的過程應具有重復性及再現性，且與用戶的加工產品無關。為滿足此條件，標準檢測樣板組（PVPS）作為本標準規定的全部測量程序的共用檢測樣板。檢測樣板的檢測表面復貼有粘膠層，用于貼裝粘著固定器件樣本。

    表征方法建立了一組貼片機性能表征參數，這些參數通過4塊PVP的器件貼裝位置的測量計算得到。

這4塊PVP采用與4塊印制板類同的貼裝工序，在正常生產條件下，由貼片機連續進行貼裝。貼裝工序前后的印制板緩沖傳送裝置的進動速度，可利用附加多塊。

檢測樣板傳送調節得到，但只有4塊連續進行貼裝的檢測樣板才能進行測量分析。制造廠商也可選用PVP托架，托架需準確無誤放置PVP，見附1，IPC設計PVP專用托架。

器件封裝的可變性Component to Component Variability

    本標準使用了玻璃器件樣本代表QFP-100，QFP-208及bga-256等精細引腳間距器件，所以器件封裝物理尺寸的差異極小。由于1608C，PLCC-16分立器件的工藝制造質量好，尺寸精度高，可使用實用器件作為標本進行貼裝測量。

器件貼裝的適用性Machine Component Accommodation

    標準檢測樣板（PVP）套組可允許貼裝本標準規定的各種類型的器件樣本，每一塊PVP僅設計一種類型的器件貼裝圖形。這樣可避免某些貼片機不能貼裝標準規定的所有類型器件封裝，正如高速貼片機不適用于QFP或bga封裝貼裝，而精密多功能貼片機不適用于快速1608封裝貼裝。見附E，每種器件封裝檢測樣板的布局設計。

    貼片機制造廠商都提供貼裝優化程序；對器件貼裝順序，吸嘴的變換，攝像機系統調整進行優化。要做到全部吸嘴/吸嘴套軸組合盡可能的等同數量使用，被貼器件與所有的給定吸嘴/吸嘴套軸組合完美接合，以及全部吸嘴與轉動組合盡可能等同數量。（即：無人工控制來優化器件貼裝，而某些吸嘴不被選用是允許的）。為使得這種組合不匹配因素降到最小，檢測樣板器件貼裝只使用一種貼裝頭與攝像機系統的組合。用戶也可有權確定對某種類型貼片機是否采用一種或多種貼裝頭與攝像機系統的組合來優化貼裝速度與貼裝精度之間的平衡。

檢測樣板的可變性Panel to Panel Variability

     每一種類型器件樣本，貼裝4塊檢測樣板，產生了單塊檢測樣板內多塊檢測樣板之間的差異。因基準標志識讀過程的偏差，這4塊檢測樣板采集檢測樣板間貼裝的可變性數據?；鶞蕵酥咀R讀過程計算基準識讀圖象偏差，檢測樣板定位數學計算中的偏差。

3、 貼片機貼裝性能檢測Machine Performance Parameters

測試條件Test Conditions

    IPC-9850-F1的測量條件部分列示在貼裝速度和重復性精度/精確度的測量操作過程，貼片機的配置條件，這些條件為用戶提供有關貼片機的重要數據，再現技術文件所給定的技術指標。

A． 貼裝頭/真空吸嘴套軸的數量Number of Head/Spindles

    本項數據為在檢測評估貼片機時，被測量使用的貼裝頭/真空吸嘴的數量，每一組貼裝頭/真空吸嘴應近于等量使用。貼裝程序不能通過人工優化來排除某些真空吸嘴套軸或轉動。（真空吸嘴套軸上下運動吸持和貼裝器件。吸嘴安裝在吸嘴套軸的端頭且與相對應的器件范圍匹配。某些貼片機有多個真空吸嘴套軸，某些貼片機有真空吸嘴套軸頭，某些貼片機有多個貼裝頭。）記錄所有測量的貼裝頭/真空吸嘴套軸數量。

B．貼裝頭/吸嘴套軸的類型Type of Heads/Spindles

   本項為器件對準的貼裝頭/真空吸嘴的類型（某些貼片機有適用于精細引腳間距器件的一種類型貼裝頭/真空吸嘴，另一種類型貼裝頭/真空吸嘴適用于其他器件。）記錄貼裝頭/真空吸嘴的類型。

C、攝像機的類型Type of Camera

本項為對準器件攝像機類型。（某些貼片機有適用于精細引腳間距器件的攝像機，另一種類型攝像機適用于對準其他器件，某些貼片機有多種類型攝像機對準特種類型器件）。

D、送料器/華夫盤的數量Number of Feeders/Trays

本項數據為在評估檢測貼片機時，裝載送料器或華夫盤的數量。（送料器的數量會影響某些貼片機的貼裝速度，有時為使產額達到最大值，多個送料器裝載同一種器件）。

E、真空吸嘴的規格Type of Nozzles

    本項數據為在檢測評估貼片機時，被測量使用安裝在吸嘴套軸上的吸嘴類型。（有些貼片機使用多種規格吸嘴吸持貼裝一種器件封裝類型。）

F、真空吸嘴的數量Number of Nozzles

本項數據為在評估檢測貼片機時，被測量使用安裝在貼裝頭及吸嘴套軸上的吸嘴數量。

G、貼裝檢測樣板的數量Number of Panels Built

本項數據為在評估檢測貼片機時，被貼裝測量的檢測樣板數量。

計算方法—本標準的測量程序規定貼裝檢測樣板的數量為4塊。

H、每塊檢測樣板貼裝器件樣板的數量Number of Parts Per Panel

本項數據為在評估檢測貼片機時，每塊檢測樣板貼裝器件樣本的數量。

計算方法---本標準規定的各種器件樣本相配對的每一塊檢測樣板貼裝器件的數量。

時基參數Time-Base Parameter

    時基參數是表述器件在檢測樣板上，進行完整的器件貼裝過程，定義時間周期特征參數。

測量時間參數的能力應被用戶確認以保證測量的精確性，即可接受的重復性精度和精確度。秒表和示波器的分辯率應至少等于或超過0.01秒。必須完成GR/R的數據分析，核定測量數據的重復性在精確度/公差比優于25，應小于0.01秒（見附G R/R的討論）。

A.貼裝時間Build Time

    本標準規定的貼裝時間定義是在每塊標準檢測樣板上進行器件貼裝所需要的平均時間，包括檢測樣板定位對準時間，器件貼裝時間，吸嘴變換時間。不包括檢測樣板送入，送出貼片機的整個傳送時間。有些貼片機將基準標志對準貼裝操作重疊，而有些貼片機將吸嘴變換與器件吸持變換重疊。貼裝時間忽略這些因素。

測量過程—使用秒表或示波器測量檢測樣板在貼片機貼裝區停留的時間。檢測樣板被夾持固定開始，檢測樣板松開停止。取4塊貼裝檢測樣板平均測量值，為貼裝時間。

計算方法—貼裝4塊檢測樣板，計算4個測量數據的平均值，得到貼裝時間。

B、換時間（Tt）Transfer Time（Tt）

    本標準規定的的轉換時間定義是包括檢測樣板送入，夾持固定，送開，送出貼片機貼裝區等操作的時間。其表示貼片機在正常貼裝操作時，與檢測樣板傳送有關的輔助時間。

測量方法—使用秒表或示波器測量第1塊檢測樣板的送入時間到第5塊檢測樣板送入時間（不需要使用標準下班檢測樣板），其值應小于4塊檢測板的全部貼裝時間。為減少測量偏差，應在轉換時間（Tt）周期內，建立能清晰定義，容易檢測的測量點。貼裝工序前后的印制板緩沖傳送裝置的進動速度，可使用附加多塊檢測樣板傳送調節得到，但只有4塊標準玻璃檢測樣板才能滿足正確測量過程的要求。

計算方法—第1塊檢測樣板送入時間到第5塊檢測樣板送入時間（不需要使用標準玻璃檢測樣板）減去4塊檢測樣板的全部貼裝時間，除以4計算得轉換時間（Tt）。

C、全程序貼裝流水時間Total Tact Time

    本標準規定的全程序貼裝流水時間定義是在保證給定的貼裝能力條件下，在標準玻璃檢測樣板上貼裝全部被測器件樣本所用的時間。不包括轉換時間，基準識讀時間，吸嘴變換時間。

測量過程—使用秒表或示波器測量，在每塊標準玻璃檢測樣板上第1個器件樣本貼裝開始時計時，到最后一個器件樣本貼裝結束停計時。

D、貼裝流水時間Tact Time

    本標準規定的貼裝流水時間定義是在4塊標準玻璃檢測樣板CAD坐標上貼裝每一個測量器件樣本所需要的平均時間。貼裝流水時間不包括測試板傳送到位，夾持固定，對準定位及吸嘴變換時間。標準CAD坐標限定了貼片機在檢測樣板200mm2 面積范圍內進行器件貼裝，以防止人為將貼裝器件緊密排列，最少的貼裝頭來回運動，減少貼裝時間。為使得貼片機能將測試板轉換傳送與器件吸持時間重疊，本標準規定的貼裝時間是有利的。本標準允許制造廠在測量時，自定義送料器配置及器件吸持與貼裝順序。送料器及貼裝頭的配置數量，以及對測量條件的了解，可對標準貼裝流水時間作出評價，在相同貼裝操作條件下，測量得到的貼裝時間數據，可用于計算貼片機的貼裝能力。這樣保證了貼裝過程的變化，以達到貼裝速度與貼裝精度間的平衡。

計算方法塊檢測樣板全程序貼裝流水時間的平均值除以單板貼裝器件數量減一，得貼裝流水時間。

E、產額Net Throughput

    本標準規定的產額項的定義是貼片機在檢測樣板PVP上，每小時貼裝器件數量。產額項數據可用于提供在SMT工廠作為常用的貼片機加工容量的量值。雖然本項得到的數據值，并不能與實用印制板直接相關，（因每塊檢測樣板僅貼裝一種類型器件）。但對不同類型貼片機進行對比是一項有用的數據。

例：QFP-100產額（Net Throughput）=36×3600/（貼裝時間+轉換時間）

CMM測量參數CMM Measured Parameter

    本標準規定以下測量過程用于收集重復性精度和精確度數據，4塊檢測樣板表面復貼粘膠帶（見附C，粘膠帶的使用指南）。按給定器件的貼裝程序，在4塊檢測樣板上貼裝器件。接下將4塊檢測樣板送入光學坐標測量系統（CMM），測量每個貼裝器件沿X，Y，Ө軸向器件貼裝位置偏差..

A. 重復性精度Repeatability

    本標準規定的重復性精度定義是在多塊檢測樣板PVP上貼裝一定數量的器件樣本，測量器件計算貼裝位置偏差的標準偏差。標準偏差表示貼片機在重復貼裝一個器件時，所得到的器件貼裝位置偏差的離散性。貼裝位置偏差的定義是貼裝器件實際中心位置與相對于檢測樣板基準標志CAD坐標的給定位置，兩者間物理距離。（附D，測量器件中心位置的兩種方法）。X軸向平均偏差XDEVX軸向平行檢測樣板上“9850 Verification”標志。Y軸向平均偏差YDEV垂直檢測樣板上“9850 Verification”標志。Ө軸向轉動平均偏差ӨDEV（環器件X-Y軸面中心）B、精確度Accuracy

   許多制造廠都采用自已制定的貼片機貼裝偏差標準上下界限的貼裝能力因素指標來表述貼片機的貼裝性能。IPC-9850規定了一個統一的標準，代替各制造廠間不同的標準上下界限和置信度值（ơ），這使得各制造廠可以符合同一能力因素值（CPK1.33，CPK2.00）的標準上下界限，來表述貼片機的性能指標。這統一的技術標準可在相同的CPK值條件下，直接對不同類型貼片機性能進行對比。

    許多貼片機制造廠關于貼裝精確度的技術指標，是以X，Y，Ө（轉動）軸分別表述，這種傳統的表述貼片機性能方法，認為每個傳動軸是獨立的。

   本標準提出一種新的表述方法，把X，Y，Ө（轉動）軸的影響集總起來加以考慮。其優點是與SMT焊接工藝的關系更密切連接起來，因為即使X，Y，Ө（轉動）軸分別符合技術指標要求，但有時三個傳動系統集總起來，也會對焊點的形成產生不良影響。

a.CPK值限定的標準上下界限Spec limits for CPK

    本標準規定用于計算CPK值的標準界限范圍是貼片機在以檢測樣板基準標志圖形為參考點的CAD坐標給定位置上，貼裝器件的貼裝偏移上下界限。此參數表示貼片機在一個規定的工程能力因素CPK值，貼片機完成對準貼裝器件的能力。CPK1.33,不合格率為64PPM;CPK2.0,不合格率為0.002PPM.除了這兩個CPK值外,用戶希望采用其他一些表示貼裝缺陷率,可方便轉換后對貼片機性能進行評估.

計算方法---SL=3S×CPK+avg

b.引腳/焊盤搭建對準能力的表述—CPK CPK for Termination-to Land Coverage

    貼片機的許多貼裝缺陷主要不是X，Y，Ө(轉動) 軸單個誤差所致，而在很大程度上是由于X，Y，Ө（轉動）軸綜合誤差造成的，本標準建議采用的一種新方法是對X，Y，Ө(轉動)軸誤差的作用綜合為一整體加以考慮，稱之為外伸測量法。外伸測量法用于確定引線/引線端—焊盤搭建外伸部分的量度。貼裝器件的封裝形式不同，引腳有歐翼型引腳，球陣列引腳，柱陣列引腳及片式器件的引線端等。

IPC-9850-F1表有兩項指標評估引腳/引線端—焊盤搭建面積的百分比例。這兩項參數是根據IPC-SM-782，IPC-A610規定的電子產品分類要求的偏移標準界限，與表述貼片機貼裝能力CPK值。（1，2類；引線寬最大外伸為50%，3類，引線寬最大外伸為25%）。這些指標是基于IPC-SM-782，IPC-A610的器件貼裝焊接標準，這些貼裝偏差值由數學公式計算得到，即X，Y，Ө（轉動）貼裝偏差的綜合結果。

（Termination-to Land Calculations.xls）引腳/引線端—焊盤搭接偏移計算圖表文件，提供引腳/引線端—焊盤搭接電子表格使用指南及計算公式范例。

對引腳器件言，貼裝總偏差稱之為引腳最大終結偏差（MLTE）。其中“最大”指的是引腳與焊盤圖形搭接伸出部分的最大尺寸量度，此量度表示是X，Y，Ө（轉動）軸綜合誤差作用最終得到引腳與焊盤搭接面積，也就是引腳頂端（腳趾）最終外伸焊盤圖形部分（如圖3-3所示）；SX為器件（X）同方向的跨距，（兩引腳頂端（腳趾）；SY為器件引腳頂端（腳趾）在正交方向（Y）的跨距。

對陣列引腳器件言，貼裝總偏差稱之為引腳最大終結偏差（MBE），此值用來計算球引腳與焊盤的搭接偏移。1608片式器件的引線端與焊盤的搭接評估不必使用本方法計算。因為引線端與焊盤的尺寸比例不嚴格。

根據（IPC-SM-782）器件封裝的標稱尺寸和焊盤的最小尺寸，可用引腳與焊盤的搭接偏移來計算有引腳器件和球引腳陣列器件的貼裝總偏差。

   注：1，SOIC，引腳器件總貼裝偏差（MLTE）≦0.195等于引腳/焊盤搭接≧75%，MLTE≧0.3等于LTL引腳/焊盤搭接≧50%

2,QFP總貼裝偏差（MLTE）≦0.100等于引腳/焊盤搭接≧75%，MLTE≧0.15等于LTL引腳/焊盤搭接≧50%

3，bga總貼裝偏差（MBE）≦0.114等于引線/焊盤搭接≧75%，MLTE≧0.207等于LTL引腳/焊盤搭接≧50%

    有引腳器件，引腳與焊盤的搭接是根據引腳的寬度計算。而球引腳陣列器件，球引腳與焊盤的搭接是按二維數學模型，根據球焊盤與球引腳搭接面積的百分比，是焊盤與球引腳搭接，焊盤所搭接的面積比例，不是球引腳在焊盤上搭接面積比例（通常焊盤設計面積比球引腳小，所以必須采用焊盤面積）。使用器件貼裝偏差一組數據計算平均偏差和標準偏差，由平均偏差及標準偏差可得CPK值。

    本標準規定引腳/引線端與焊盤搭接的CPK值是表征貼片機把器件準確貼裝到印制板上對應焊盤上貼裝能力的參數。取決于器件封裝形式不同，引腳/焊盤（LTL），球引腳/焊盤（BTL），器件貼裝在焊盤上的搭接面積比例作為表征貼片機的器件貼裝能力。

    IPC-SM-782定義各類型器件封裝的貼裝焊盤，引腳的尺寸取平均值（最大與最小尺寸的平均值），根據電子裝聯標準要求，相對于50%，75%搭接面積標準計算得到的CPK值。

    焊盤搭接的計算根據IPC-SM-782標準規定的引腳及焊盤的設計尺寸，不是器件實際尺寸。在本標準編制時，陣列器件的球引腳/焊盤搭接面積比例的標準尚未建立，bga-228選用球直徑0.5mm，焊盤0.45 mm直徑計算用.

    引腳/焊盤(LTL)：根據貼裝器件搭接在焊盤上引腳寬度的百分比計算。因X，Y，Ө（轉動）軸綜合偏差造成器件貼裝偏差，以全部引腳中的最大偏差引腳計算該量值。

    對于四引腳方形矩形器件；引腳在長邊的方形矩形器件；如貼裝器件長邊沿印制板X軸方向；如貼裝器件長邊沿印制板Y軸方向的引腳頂端（腳趾）最大偏差MLTE的計算都有相應的公式。

球引腳/焊盤（BTL）：根據陣列器件的球引腳或柱引腳搭接在圓焊盤上的面積百分比計算。因X，Y，Ө（轉動）軸綜合偏差造成器件貼裝偏差，以全部球引腳中的最大偏差球引腳計算該量值。

    例：計算引腳/焊盤搭接能力的CPK值：（選用一種器件樣本及4塊對應的檢測樣板），經CMM測量得到X，Y，Ө（轉動）軸一組貼裝偏差數據，各器件的引腳/焊盤搭接的最大偏差由上述公式計算得到。接下可計算這組樣本數據的平均偏差，標準偏差。最后根據電子產品分類規定的引腳/焊盤搭接標準，（50%；75%），由公式計算得CPK值，并將這兩個CPK值寫入IPC-9850-F1表。

假定，選用QFP-100器件樣本，144個引腳/焊盤疊接貼裝偏差的平均偏差為85%，標準偏差為5%，則相對50%引腳/焊盤搭接標準，CPK=（85-50）/（3×5）=2.33。