DEK印刷精度CPK統(tǒng)計(jì)與調(diào)整分析

1、DEK印刷精度CPK統(tǒng)計(jì)與調(diào)整分析，刮刀壓力、RISING內(nèi)容提要：DEK印刷機(jī)狀態(tài)監(jiān)控主要監(jiān)控參數(shù)是印刷X、Y、TABLE高度，本文主要對 DEK印刷機(jī)印刷X、Y、CPK統(tǒng)計(jì)過程原理和改善過程方法進(jìn)行分析，介紹 DEK印刷機(jī)關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控過程中用到的一些經(jīng)驗(yàn)和學(xué)到一些的知識。主題詞：Cp、Cpk正文：DEK印刷機(jī)的CPK統(tǒng)計(jì)結(jié)果之所以能體現(xiàn)出其設(shè)備印刷精度，源自于機(jī)器相機(jī)的CALIBRATION原理，所以在分析其 CPK統(tǒng)計(jì)原理之前先介紹機(jī)器 CAMERA CALIBRATION的 原理，然后結(jié)合 CALIBRATIO N的原理，對機(jī)器 CPK統(tǒng)計(jì)過程進(jìn)行分析。一、DEK印刷機(jī) CAMERA

2、CALIBRAT10原理印刷機(jī)使用一個(gè)向驅(qū)動鋼網(wǎng)和板對中的伺服系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動指令的自動視覺對中系統(tǒng) 來保證保證鋼網(wǎng)和 PCB對中的精度和穩(wěn)定性。每次印刷前都會進(jìn)行一次光學(xué)自動校正， 以此來保證每次印刷的精度。光學(xué)識別系統(tǒng)有一個(gè)配有閃光燈的電子相機(jī)，能同時(shí)照到 鋼網(wǎng)和PCB的位置識別點(diǎn)，而識別點(diǎn)是專門為鋼網(wǎng)和PCB的對中而設(shè)計(jì)的。為保證視覺系統(tǒng)的識別對中功能的精度，需要進(jìn)行一個(gè)全面的視覺系統(tǒng)的CALIBRATION視覺系統(tǒng)的CALIBRATION包括兩個(gè)階段，需要使用一個(gè)CALIBRATION鋼網(wǎng)和一個(gè) CALIBRATION板o第一階段，CALIBRATE VISION,即進(jìn)行X、Y、方向的校準(zhǔn)

3、。X 、Y方向的校準(zhǔn)是計(jì)算鋼網(wǎng)矯正運(yùn)動的距離，以微米為單位。相機(jī)找到校準(zhǔn)鋼網(wǎng)的 識別點(diǎn)后，鋼網(wǎng)會在 X、Y方向運(yùn)動一個(gè)固定的距離，一般是 1mm然后機(jī)器計(jì)算鋼網(wǎng)識 別點(diǎn)運(yùn)動的距離，評估鋼網(wǎng)運(yùn)動和識別點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動之間的偏差。鋼網(wǎng)上的25個(gè)識別點(diǎn)都會進(jìn)行這一動作。機(jī)器會計(jì)算每個(gè)識別點(diǎn)的運(yùn)動距離，并將結(jié)果平均。這一結(jié)果會被機(jī) 器記錄下來并用作校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一部分。校準(zhǔn)角度方向的運(yùn)動。相機(jī)選擇三個(gè)鋼網(wǎng)上的識別點(diǎn)，鋼網(wǎng)在角度方向運(yùn)動（使用兩個(gè)X軸矯正馬達(dá)運(yùn)動，X后矯正馬達(dá)運(yùn)動+2mm X前矯正馬達(dá)運(yùn)動-2mm這樣 就得到了角度方向的運(yùn)動）。機(jī)器會計(jì)算每個(gè)識別點(diǎn)的運(yùn)動并計(jì)算平均結(jié)果。X、Y、三個(gè)軸向的數(shù)據(jù)都被記

4、錄下來后，CALIBRATION VISION過程就完成了。這一校準(zhǔn)過程消除了鋼網(wǎng)矯正運(yùn)動時(shí)機(jī)器向矯正機(jī)構(gòu)發(fā)出的要求矯正的距離與鋼網(wǎng)實(shí)際 運(yùn)動距離之間的偏差。第二階段，CALIBRATE OFFSET即為了補(bǔ)償電子相機(jī)向上、下看識別點(diǎn)時(shí)的光學(xué)偏 差。機(jī)器將錫膏通過校準(zhǔn)鋼網(wǎng)的識別點(diǎn)印刷到校準(zhǔn)PCB上，然后測量鋼網(wǎng)識別點(diǎn)的中心與印刷到校準(zhǔn)PCB上的識別點(diǎn)的偏差。所有校準(zhǔn)鋼網(wǎng)上的識別孔和對應(yīng)的印刷識別點(diǎn)之 間的偏差都被計(jì)算出來并平均，這一結(jié)果將被記錄并用做CALIBRATION數(shù)據(jù)。這樣在生產(chǎn)時(shí)當(dāng)印刷機(jī)在找識別點(diǎn)的過程中會將這一偏差補(bǔ)償?shù)接?jì)算識別點(diǎn)的偏差中，消除由于 相機(jī)向上、向下照識別點(diǎn)時(shí)因相機(jī)和

5、鋼網(wǎng)不平行引起識別點(diǎn)的計(jì)算偏差。Figure 14-7 Optical Unit ArmngcmcnL上圖是印刷機(jī)識別點(diǎn)處理時(shí)相機(jī)的光路圖。實(shí)際安裝時(shí)鋼網(wǎng)、相機(jī)、PCB之間不可能絕對平行，所以，此時(shí)相機(jī)在鋼網(wǎng)和PCB上找到的對應(yīng)位置的點(diǎn)實(shí)際上是有偏差的，CALIBRATE OFFSETS是為了要消除這一偏差。由于相機(jī)的CALIBRATION OFFSE過程是印刷過程的一個(gè)逆過程，相機(jī)處理的鋼網(wǎng)和PCB上的識別點(diǎn)的中心是完全相同的，所以當(dāng)印刷質(zhì)量保證時(shí)，這一矯正過程計(jì)算出的修正數(shù)據(jù)是能夠使在印刷時(shí)鋼網(wǎng)和PCB的識別點(diǎn)正好吻合。同時(shí) TALBE在印刷高度和 VISION高度的固定位置偏差也能夠通過

6、這一 CALIBRATION過程來消除，當(dāng)然此時(shí)是認(rèn)為RING TABLE在VISION位置和印刷高度不會產(chǎn)生相對位置晃動的條件下得到的。假設(shè)PCB在印刷高度、VISION, X、Y、方向會產(chǎn)生晃動，這種晃動會通過 VISION高度計(jì)算出的識別點(diǎn)位置的不穩(wěn)定體現(xiàn)出來。具體表現(xiàn) 在：1、VISION高度的晃動會體現(xiàn)在每次照相機(jī)找識別點(diǎn)時(shí)識別點(diǎn)時(shí)位置的變動。2、印刷高度的的晃動是 VISO N高度晃動的擴(kuò)大。所以當(dāng)這一晃動嚴(yán)重時(shí)，CPK能力統(tǒng)計(jì)的CPK結(jié)果不可能滿足要求。反之，當(dāng)CPK能力統(tǒng)計(jì)結(jié)果大于1 .5時(shí)可以認(rèn)為由于TABLE升降導(dǎo)軌間隙引起的偏差是可以接受的。二、機(jī)器進(jìn)行 CPK統(tǒng)計(jì)時(shí)的工

7、作過程機(jī)器進(jìn)行CPK統(tǒng)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作和參數(shù)設(shè)置在這里不做詳細(xì)討論，需要了6、PCB與鋼網(wǎng)不平行引起的 X、Y、方面的偏差。解時(shí)可以參照 DEK印刷機(jī)CPK能力統(tǒng)計(jì)與調(diào)整操作指導(dǎo)書(SC/0903-0500/W01 )。以下主要介紹機(jī)器進(jìn)行 CPK統(tǒng)計(jì)的過程及原理。機(jī)器進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù) CPK能力統(tǒng)計(jì)的前部分和正常生產(chǎn)過程是相同的。首先PCB到達(dá)印刷位置，接著相機(jī)照鋼網(wǎng)和PCB的識別點(diǎn)，計(jì)算出鋼網(wǎng)和 PCB識別點(diǎn)之間的相對位置偏差后，鋼網(wǎng)位置矯正系統(tǒng)按照機(jī)器的驅(qū)動指令將鋼網(wǎng)驅(qū)動到鋼網(wǎng)識別點(diǎn)和PCB識別點(diǎn)正好吻合的位置，相機(jī)離開。PCB升起到印刷位置，由于鋼網(wǎng)和PCB在加工時(shí)使用相同CAD數(shù)據(jù)

8、，可以保證鋼網(wǎng)開孔正好能和PCB焊盤的相對位置吻合。而鋼網(wǎng)識別點(diǎn)中心和PCB板識別點(diǎn)中心位置的吻合是通過如前所述的CALIBRATION勺兩個(gè)階段來保證的。CPK 能力統(tǒng)計(jì)的分析參數(shù)來自于印刷完成后的階段。印刷完成后，PCB下降到VISION高度，此時(shí)鋼網(wǎng)和 PCB在 X、Y方向都是沒有動作的。理想的情況是此時(shí)PCB板位置是印刷前照完識別點(diǎn)的位置，鋼網(wǎng)位置是矯正系統(tǒng)矯正鋼網(wǎng)到合適位置時(shí)的位 置。這時(shí)相機(jī)會再次運(yùn)動到識別點(diǎn)位置，計(jì)算鋼網(wǎng)識別點(diǎn)與PCB識別點(diǎn)之間的相對位置偏差，因?yàn)樵贑ALIBRATE OFFSET寸已經(jīng)消除了由于相機(jī)相對鋼網(wǎng)位置而產(chǎn)生的偏差，所 以這時(shí)檢查到的偏差值可以認(rèn)為是鋼網(wǎng)

9、矯正、印刷過程中帶來的PCB和鋼網(wǎng)之間的相對位置的偏差，以及相機(jī)進(jìn)行MARK點(diǎn)識別時(shí)帶來的不穩(wěn)定偏差，這些偏差就是印刷時(shí)的印刷偏差。我們通常進(jìn)行 CPK統(tǒng)計(jì)時(shí)會對100塊板進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每印刷一塊板機(jī)器軟件 會將統(tǒng)計(jì)到的偏差值鏈接到 QC-CALC軟件內(nèi)，并計(jì)算出偏差值的CPK值。，因?yàn)闊o法了解相機(jī)圖象處理更深的資料，從而無法進(jìn)行更深一步的分析。我們只能假設(shè)機(jī)器相機(jī)本 身圖象處理精度足夠，DEK印刷機(jī)提供的這套CPK能力分析的方法是可靠的。不過目前的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)是：當(dāng) X、Y方向的規(guī)格線設(shè)置為 0.025微米，方向規(guī)格線設(shè)置為0.03 度時(shí)，實(shí)際的印刷效果就能夠滿足生產(chǎn)要求。三、CPK統(tǒng)計(jì)過程

10、中變異來源的分析我們實(shí)施DEK印刷機(jī)狀態(tài)監(jiān)控主要對印刷精度、刮刀壓力、RINGSING TABLE運(yùn)動精度進(jìn)行監(jiān)控。這幾類參數(shù)的統(tǒng)計(jì)都是依靠機(jī)器在運(yùn)行過程中收集數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)導(dǎo) 入QC-CALC分析軟件，計(jì)算出各參數(shù)的 CR CPK1、印刷精度印刷精度是通過測量印刷后鋼網(wǎng)和PCB識別點(diǎn)之間的偏離量來評估的。這一統(tǒng)計(jì)過程中可以評估的偏差來源有：1、矯正機(jī)構(gòu)的運(yùn)動指令與實(shí)際運(yùn)動量之間的偏離。2、印刷過程中鋼網(wǎng)的部分變形和鋼網(wǎng)的移動。3、印刷過程中PCB的部分變形和PCB的移動。4、RINGSING TABLE升降過程中的晃動。5、相機(jī)對識別點(diǎn)中心進(jìn)行計(jì)算的不穩(wěn)定誤差(隨機(jī)誤差)。這一統(tǒng)計(jì)過程不

11、能評估的偏差來源有：1相機(jī)對識別點(diǎn)中心進(jìn)行計(jì)算時(shí)，鋼網(wǎng)和PCB識別點(diǎn)之間的固定偏差。2、印刷過程中，鋼網(wǎng)和 PCB變形后回復(fù)的一部分。根據(jù)印刷過程中位置偏差變異的來源，我們可以對CPK統(tǒng)計(jì)不合格的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，減少各類變異，使 CPK的統(tǒng)計(jì)結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但是對于統(tǒng)計(jì)過程不能評估的偏 差，CPK統(tǒng)計(jì)過程也是不能評估出來的，需要采用其他方法進(jìn)行評估。由于公司內(nèi)沒有相 應(yīng)的儀器，而DEK提供的CPK統(tǒng)計(jì)方法已經(jīng)能夠評估出所有容易產(chǎn)生變化的誤差來源， 因此可以作為我們進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控的方法。四、DEK印刷機(jī)CPK統(tǒng)計(jì)不合格時(shí)的調(diào)整方法和基本原理因?yàn)镈EK印刷機(jī)關(guān)鍵參數(shù)統(tǒng)計(jì)出的變異量都產(chǎn)生于CPK能力的

12、統(tǒng)計(jì)過程，所以要對機(jī)器進(jìn)行調(diào)整，消除變異量，提高設(shè)備的CPK能力水平，首先需要了解前面提到的CPK能力的統(tǒng)計(jì)過程。在這里主要介紹影響DEK印刷機(jī)X、Y、軸CPK能力偏低的因素及分析調(diào)整和改善過程。DEK印刷機(jī)CPK能力統(tǒng)計(jì)結(jié)果不達(dá)標(biāo)原因分析及調(diào)整改善措施：調(diào)整過程解析：1、 RUN DRY PRINT TEST在這一過程中將刮刀取下，同時(shí)采用零印刷壓力，統(tǒng)計(jì)在這一條件下CPK的結(jié)果。如果在此條件下CPK統(tǒng)計(jì)結(jié)果達(dá)標(biāo)，表明刮刀的使用是產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)結(jié)果中變異的主要來 源，而刮刀產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在鋼網(wǎng)變形和PCB位置的變動上，此時(shí)可以更換鋼網(wǎng)或者檢查PCB CLAMP夾板是否能將PCB夾緊來解決這一問

13、題。如果 CPK仍然沒有變化，則 進(jìn)行下一步。2、RUN DRY ALIGNMEN同時(shí)將印刷設(shè)置到最大如果此時(shí)CPK結(jié)果能達(dá)標(biāo)，說明是 TABLE的線性軌道晃動，可以檢查其潤滑狀態(tài)是 否良好，是否發(fā)生了嚴(yán)重變形。如果不是需要進(jìn)行下一步的問題診斷。3、DISCONNECT CHASE CLAMP切斷電磁鐵電源。這一動作只能在DRY ALIGNMEN情況下進(jìn)行，這時(shí)統(tǒng)計(jì)的 CPK不合格，就消除了 CHASE CLA M的影響。如果此時(shí) CPK能達(dá)標(biāo)，表明 CHASE CLAM的間隙需 要調(diào)整，或者SCREEN ACTUATORS更換。這時(shí)如果發(fā)現(xiàn) X方向CPK不合格，就更換 X前面的ACUATO；

14、如果發(fā)現(xiàn)Y方向CPK不合格，就更換 Y-ACTUATO；對于角度方向CPK不合格，更換X后面的ACTUATOR否則需要進(jìn)行如下分析。4、REMOVE SUPPORT TOOLING6、PCB與鋼網(wǎng)不平行引起的 X、Y、方面的偏差。如果此時(shí)CPK統(tǒng)計(jì)結(jié)果能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以判斷是因?yàn)轫斸樧饔檬筆CB變形而引起CPK統(tǒng)計(jì)結(jié)果不能達(dá)標(biāo)。其主要原因是傳送皮帶磨損，引起PCB底面相對于TABLE面高度減小，所以使用頂針時(shí) PCB會向上變形，這是需要更換傳送皮帶。5、REDUCE RAIL WIDTH每次減小 0.1mm如果此時(shí)CPK結(jié)果合格說明軌道寬度設(shè)置不合適，PCB不能被PCB CLAM固定好，需要重新設(shè)置軌道寬度。6、USE VIDEO MODE如果使用這一模式統(tǒng)計(jì)的 CPK結(jié)果能達(dá)標(biāo)，表明機(jī)器識別點(diǎn)處理結(jié)果有問題，需要 重新進(jìn)行CALIBRATION或者設(shè)置識別點(diǎn)。7、BACK