精密贴装设备一体化测试设备制造技术

本发明专利技术公开一种精密贴装设备一体化测试设备，该一体化测试设备包括机械化测试平台以及数据采集系统；机械化测试平台包括测试台和置于测试台上的冲击力测试单元；数据采集系统包括大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺、数据采集卡以及计算机；所述计算机用于对大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺以及数据采集卡采集到的数据进行处理，并执行表面压力与冲击力测试、典型元器件测试分析以及应力分析。本申请通过上述方案，将传统的高精度二次元与动态压力（冲击力)测试仪器合二为一，实现了一台机器同时进行压力测试和位置精度测试，可在技术使用便利性上实现更进一步的突破。使用便利性上实现更进一步的突破。

【技术实现步骤摘要】
精密贴装设备一体化测试设备


[0001]本专利技术涉及精密贴装设备的测试仪器
，具体是一种精密贴装设备 CPK、CMK一体化测试设备。

技术介绍

[0002]当前电子产品向着轻量化，集成化的步伐越来越快，电子元器件及零部件 越来越微型化，微型化和高集成度对制造过程的精密设备的各项指标提出了更 高的要求。精密装备设备(SMT(Surface Mounting Technology,表面组装技 术)、SIP(System In a Package,系统级封装),半导体)的制造过程可控性和长 期使用的可靠性将严重影响生产效率和企业的效益。比如：随着电子元器件越 来越小、芯片密度越来越高，硅片、器件越来越脆弱、对应力越来越敏感，在 半导体和SMT加工中就需要准确、精密地控制贴装压力。因此在半导体和电 子制造业广泛存在对高灵敏/微压力设备的压力状态、压力精度的检查、调整 需求，主要用于精密贴装设备的压力检查、状态监测、性能评价和上述设备维 护后的状态调整。
[0003]目前，针对精密装备设备的自动化测试设备(Automatic Test Equipment， ATE)，一般是通用的现有设备，用户将相应的测试序列输入计算机进行控制 测试，属于半自动化，且由于现有自动化测试设备与精密装备设备间无关联， 造成测试所需的时间因此增加，影响生产线的效能。

技术实现思路

[0004]在下文中给出了关于本专利技术实施例的简要概述，以便提供关于本专利技术的某 些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它 并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其 目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前 序。
[0005]根据本申请的一个方面，本专利技术提供一种可同时实现压力测试及位置精度 测试的精密贴装设备一体化测试设备，包括机械化测试平台以及数据采集系 统，所述机械化测试平台包括测试台、置于测试台上的冲击力测试单元，所述 数据采集系统包括大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺、数据采集卡以及 计算机，所述计算机用于对大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺以及数据 采集卡采集到的数据进行处理，并执行表面压力与冲击力测试、典型元器件测 试分析以及应力分析。其中，冲击力测试单元实现压力测试，大面阵CMOS 相机、高精准显微镜标尺以及数据采集卡实现位置精度测试，从而实现一台机 器同时实现压力测试和位置精度测试，大大方便了测试性能，缩短了测试时间， 提高了生产线的效能。
[0006]进一步的，所述冲击力测试单元包括安装于测试台上的冲击力测试区，所 述冲击力测试区的上部用于放置待测元器件，所述冲击力测试区的下方设有压 力传感器阵列，所述压力传感器阵列与所述数据采集卡建立通讯连接。
[0007]进一步的，所述压力传感器阵列包括一个或者多个高灵敏动态压力传感 器。
[0008]作为一个可行的方案，所述冲击力测试区设计为80*80mm，其上可贴装 600颗微小待测元器件，通过冲击设备对该区域的待测元器件进行冲击测试， 压力传感器阵列采集器压力，并通过数据采集卡发送至计算机进行处理，并生 成冲击力测试报告。压力传感器阵列可设置一个或者一个以上的压力传感器。
[0009]进一步的，所述数据采集卡采用4
‑
8通道数模采集卡实现，且4
‑
8通道数 模采集卡为大于1000HZ的高速数模采集卡。
[0010]进一步的，所述大面阵CMOS相机满足5000万
‑
1亿像素。
[0011]进一步的，上述精密贴装设备一体化测试设备，包括如下测试方法，
[0012]步骤1：对单个模组的待测元器件进行表面压力与冲击力测试；通过数据 采集卡以及压力传感器阵列，根据预设的测试要求执行程序，计算出相应的结 果参数；
[0013]步骤2：对步骤1的待测元器件的尺寸、位置精度的CPK、CMK计算， 可是通过大面阵CMOS相机采用静态下测量的方式，与高精准显微镜标尺进 行同一层面的测量；
[0014]步骤3：单个模组测试完成；并出具该单个模组的测试报告并保存，检查 是否符合要求；
[0015]步骤4：重复以上步骤1
‑
步骤3的过程，直至其他模组全部完成测试。
[0016]进一步的，所述步骤1具体包括如下过程：
[0017]过程1：待测试的贴片机调整好状态(建议用新的贴装头，新的吸嘴，轨 道的平整度调整OK，新的Feeder)；
[0018]过程2：制作预设的测试要求执行程序：贴装程序图形用三角形或矩形， 贴装次数为吸嘴数*25个器件，依次贴装；贴装过程中，不允许抛料和补料； 器件高度设置和待测试入料一致；
[0019]过程3：贴片数据调整：贴片机上料，注意器件厚度与程序设定一致；测 试仪器放入PCB板轨道中；根据测试仪器尺寸调节吸嘴高度，使吸嘴到测试 仪器测试区的高度与正常工作时到PCB板高度相同(贴片机上的PCB板厚度 设置为2MM)；输入吸嘴个数和贴装次数，与贴片机设置相同(如NXT H24， 吸嘴个数输入24,贴装次数测试输入600；松下D3，吸嘴个数输入16,贴装次 数测试输入400；
[0020]过程4：软件启动，开始记录数据，同时贴片机开始工作；贴片机贴片结 束后，测试仪保存压力数据。
[0021]进一步的，所述步骤2对于待测元器件的尺寸、位置精度的CPK、CMK 计算具体包括如下过程：将测试仪器搬运至三坐标测试仪器中心，用三次元设 备或第三方检测设备，测量设备精度：0.001
‑
0.003mm，测量并记录数值。用 Minitab Capability Sixpack运算；Cpk≧1.33，结果合格。
[0022]本申请通过上述方案，将传统的高精度二次元与动态压力(冲击力)测试 仪器合二为一，实现了一台机器同时进行压力测试和位置精度测试，可在技术 使用便利性上实现更进一步的突破。同时，本申请新设计仪器小巧、方便移动 执行、软件界面良好，将大大缩短企业测试该项目的时间。综上，本申请开发 的精密贴装设备CPK、CMK一体化测试仪就是对高灵敏/微压力设备状态检 查的精密装备，可广泛应用于半导体、SMT贴片、太阳能设备制造、精密器 件包装、军工等领域。
具体实施方式
[0023]下面来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另 有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例 如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两 个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述 术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]本申请所研制的领域，为我国当前所重点突破的智造装备领域，该技术市 场近50年来一直为德国和日本企业垄断。此一体化测试设备的成功研制，将 为我本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：包括机械化测试平台以及数据采集系统；所述机械化测试平台包括测试台和置于测试台上的冲击力测试单元；所述数据采集系统包括大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺、数据采集卡以及计算机；所述计算机用于对大面阵CMOS相机、高精准显微镜标尺以及数据采集卡采集到的数据进行处理，并执行表面压力与冲击力测试、典型元器件测试分析以及应力分析。2.根据权利要求1所述的精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：所述冲击力测试单元包括安装于测试台上的冲击力测试区，所述冲击力测试区的上部用于放置待测元器件，所述冲击力测试区的下方设有压力传感器阵列，所述压力传感器阵列与所述数据采集卡建立通讯连接。3.根据权利要求2所述的精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：所述压力传感器阵列包括一个或者多个高灵敏动态压力传感器。4.根据权利要求1所述的精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：所述数据采集卡采用4
‑
8通道数模采集卡实现。5.根据权利要求1所述的精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：所述大面阵CMOS相机满足5000万
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1亿像素。6.根据权利要求2所述的精密贴装设备一体化测试设备，其特征在于：包括如下测试方法：步骤1：对单个模组的待测元器件进行表面压力与冲击力测试；通过数据采集卡以及压力传感器阵列，根据预设的测试要求执行程序，计算出相应的结果参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文利，
申请(专利权)人：西安电子科技大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：