Binciken Ƙididdiga na Matsawar Kayan Aiki a Tsarin SMT Pick da Place
Nazari mai nazarin halayen da abubuwan da ke haifar da matsawar kayan aiki a Fasahar Mount Surface ta amfani da bayanan layin samarwa na gaske da hanyoyin ƙididdiga.
Gida »
Takaddun »
Binciken Ƙididdiga na Matsawar Kayan Aiki a Tsarin SMT Pick da Place
1. Gabatarwa
Fasahar Mount Surface (SMT) ita ce babbar hanyar haɗa kayan aikin lantarki a kan allunan da'ira da aka buga (PCBs). Tsarin pick-and-place (P&P), inda ake sanya kayan aikin a kan manne na gwal, yana da mahimmanci. Wani abu mai sauƙi amma mai mahimmanci a wannan mataki shine matsawar kayan aiki—motsin kayan aikin da ba a so a kan manne mai ɗaure kafin a sake yin gwal.
A al'ada, ana ɗaukar wannan matsawar ba ta da muhimmanci, sau da yawa ana dogaro da tasirin "daidaita kai" na tsarin sake yin gwal don gyara ƙananan kurakuran sanyawa. Duk da haka, yayin da girman kayan aiki ya ragu zuwa ma'auni na ƙasa da milimita da kuma ƙa'idodin inganci na PCBs sun zama masu tsauri (ana nufin kusan sifili na lahani), fahimta da sarrafa matsawar kayan aiki ya zama mafi mahimmanci don samarwa mai yawan amfanin ƙasa.
Wannan takarda ta magance wani gibi mai mahimmanci: binciken da ya gabata ya rasa binciken bayanan layin samarwa na gaske. Marubutan sun binciki batutuwa guda biyu na asali: 1) siffanta halayen matsawar kayan aiki, da kuma 2) gano da kuma tsara abubuwan da ke haifar da ita, ta amfani da hanyoyin ƙididdiga akan bayanai daga layin haɗin SMT na zamani.
2. Hanyoyi & Tattara Bayanai
Ƙarfin binciken ya ta'allaka ne a tushensa na gogewa, ya wuce samfuran ka'idoji.
2.1 Tsarin Gwaji
An tattara bayanai daga cikakken layin haɗin SMT na zamani. Tsarin binciken ya haɗa da:
Irin Kayan Aiki: Nau'ikan kayan aikin lantarki daban-daban guda shida, wanda ke wakiltar kewayon girma da ƙafafu.
Abubuwan da aka Auna: An bi diddigin masu canji masu yuwuwa da yawa:
Kaddarorin Manne Gwal: Matsayi (x, y karkata), ƙara, yanki na pad, tsayi.
Kaddarorin Kayan Aiki: Nau'i, tsarin matsayi akan PCB.
Ma'auni na Tsari: Matsin sanyawa da injin P&P ya yi amfani da shi.
Aunin Matsawa: Matsawar ainihin kayan aikin daga matsayin da aka yi niyya bayan sanyawa, wanda aka auna kafin sake yin gwal.
2.2 Hanyoyin Ƙididdiga
An yi amfani da hanyar ƙididdiga mai fa'ida don tabbatar da ƙaƙƙarfan sakamako:
Binciken Bayanai na Bincike (EDA): Don fahimtar ainihin halayen, rarraba, da girman matsawar kayan aiki.
Binciken Tasiri na Asali: Don tantance tasirin kowane abu (misali, ƙarar manne, matsin sanyawa) akan girman matsawa.
Binciken Koma-baya (Regression): Don gina samfuran tsinkaya da ƙididdige alaƙa tsakanin abubuwa da yawa da sakamakon matsawa. Wannan yana taimakawa wajen gano mafi mahimmancin masu ba da gudummawa.
3. Sakamako & Bincike
3.1 Halayen Matsawar Kayan Aiki
Bayanai sun nuna cikakkiyar cewa matsawar kayan aiki abu ne ba za a iya watsi da shi ba a cikin yanayin duniya na gaske. Matsawar da aka auna, ko da yake sau da yawa ƙananan ƙwayoyin cuta, sun nuna tsarin tsari da bambance-bambancen da zai iya haifar da lahani, musamman ga kayan aiki masu ƙaramin tazara inda tazarar pad-zuwa-pad ta yi ƙanƙanta.
3.2 Binciken Abubuwan da ke Haifar da Matsawa
Binciken ƙididdiga ya tsara muhimmancin abubuwa daban-daban. An gano manyan masu ba da gudummawa guda uku ga matsawar kayan aiki kamar haka:
Matsayin Manne Gwal: Rashin daidaitawa tsakanin manne gwal da aka ajiye da pad ɗin kayan aiki shine mafi mahimmancin abu. Ko da ƙananan karkatacciyar hanyar suna haifar da ƙarfin jika mara daidaituwa, "ja" kayan aikin.
Tsarin Matsayin Kayan Aiki: Wurin kayan aikin akan PCB da kansa yana rinjayar matsawa. Wannan na iya kasancewa yana da alaƙa da lanƙwasa allon, nodes na girgiza, ko tasirin kayan aiki yayin sanyawa.
Nau'in Kayan Aiki: Halayen zahiri na kayan aikin (girma, nauyi, tsarin jagora/pad) suna shafar kwanciyar hankalinsa akan manne gwal.
Sauran abubuwa kamar ƙarar manne da matsin sanyawa an gano sun fi ƙarancin rinjaya amma har yanzu suna da alaƙa a cikin takamaiman mahallin.
3.3 Muhimman Binciken Ƙididdiga
Fahimtar Asali
Matsawar kayan aiki ma'auni ne, tushen kuskure na tsari, ba hayaniyar bazuwar ba.
Sarrafa tsarin buga stencil yana da mahimmanci ga daidaiton sanyawa fiye da daidaita injin P&P kadai.
4. Cikakkun Bayanai na Fasaha & Tsarin Lissafi
Binciken da alama ya dogara ne akan samfuran ƙididdiga na asali. Ana iya nuna sauƙaƙan wakilcin hanyar koma-baya. Matsawar kayan aiki $S$ (vector 2D ko girman) ana iya ƙirƙira shi azaman aiki na abubuwa da yawa:
$X_1, X_2, ..., X_n$ suna wakiltar abubuwan da aka daidaita (misali, $X_1$ = Karkatar X na Manne, $X_2$ = Ƙarar Manne, $X_3$ = lambar Nau'in Kayan Aiki).
$\beta_1, \beta_2, ..., \beta_n$ sune ƙididdiga da koma-baya ya ƙaddara, suna nuna girman tasiri da alkiblar kowane abu. Binciken tasiri na asali na binciken a zahiri yana bincika waɗannan ƙimar $\beta$.
$\epsilon$ shine kalmar kuskure.
Girman matsawa $|S|$ ana iya bincika shi ta amfani da irin waɗannan samfuran layi ko gama gari na layi, tare da ƙimar $R^2$ tana nuna nawa bambancin matsawa abubuwan da aka haɗa suka bayyana.
5. Sakamakon Gwaji & Jaridu
Bayanin Jarida na Hasashe Dangane da Mahallin Takarda:
Hoto na 2: Babban Tasashen Tasiri don Matsawar Kayan Aiki. Jarida mai sanduna ko zane mai layi yana nuna matsakaicin canji a cikin girman matsawa (misali, a cikin micrometers) yayin da kowane abu ya motsa daga ƙananan matakinsa zuwa babba. Sandar "Karkatar Matsayin X na Manne" za ta kasance mafi tsayi, ta tabbatar da gani a matsayin mafi tasiri. "Nau'in Kayan Aiki" zai nuna sanduna da yawa, ɗaya ga kowane nau'i shida, yana bayyane waɗanda suka fi saurin matsawa.
Hoto na 3: Jarida mai watsawa na Matsawa vs. Rashin Rajista na Manne. Gajimare na maki bayanai yana nuna ƙaƙƙarfan alaƙa mai kyau. Za a daidaita layin koma-baya tare da gangare mai tsayi $\beta_1$ ta cikin bayanan, yana haɗa kuskuren sanyawar manne da matsawar kayan aiki ta ƙididdiga.
Hoto na 4: Akwatin Jarida na Matsawa ta Matsayin Kayan Aiki akan PCB. Akwatuna da yawa an shirya su a cikin tsarin tsarin PCB, suna nuna cewa kayan aikin da aka sanya kusa da gefuna ko takamaiman fiducials suna nuna matsakaicin matsawa da bambance-bambancen daban-daban idan aka kwatanta da waɗanda ke tsakiya, suna goyan bayan binciken "tsarin matsayi".
6. Misalin Tsarin Bincike
Nazarin Lamari: Binciken Tushen Dalili don Faɗuwar Amfanin Ƙasa a Haɗin Capacitor 0201.
Yanayi: Masana'anta ta lura da ƙaruwar lahani na kabari ga capacitors 0201 bayan canjin layi.
Aiwatar da Tsarin Wannan Takarda:
Tattara Bayanai: Nan da nan tattara bayanan SPI (matsayin manne, ƙara, tsayi) da bayanan Pre-AOI (matsayin kayan aiki) don allunan da ke ɗauke da capacitors 0201. Yi alama da bayanai ta wurin wurin panel PCB.
EDA: Zana rarraba matsawar kayan aiki don sassan 0201. Kwatanta matsakaicin matsawa kafin da bayan canjin. Shin ya bambanta sosai? (Yi amfani da gwajin t).
Tasiri na Asali: Lissafa alaƙa tsakanin matsawa da kowane ma'auni na SPI. Takarda ta annabta manne karkatar matsayi zai zama mafi ƙarfin alaƙa. Duba ko sabon stencil ko saitin bugawa ya ƙara wannan karkatar.
Samfurin Koma-baya: Gina samfuri mai sauƙi: Shift_0201 = f(Paste_X_Offset, Paste_Volume, Panel_Location). Ƙididdiga don Paste_X_Offset zai ƙididdige tasirinsa. Idan yana da girma, tushen dalili yana iya zama tsarin bugawa, ba shugaban sanyawa ba.
Aiki: Maimakon sake daidaita injin P&P (wani mataki na farko na al'ada amma kuskure), mayar da hankali kan gyara daidaitawar stencil ko matsin squeegee don inganta daidaiton ajiyar manne.
Wannan tsari, hanyar da ke da alaƙa da bayanai tana hana tsada da rashin ingantaccen gwaji-kuskure.
7. Aikace-aikace na Gaba & Hanyoyi
Binciken ya share hanya don aikace-aikace masu ci gaba da yawa:
Sarrafa Tsari na Tsinkaya: Haɗa bayanan SPI na ainihin lokaci tare da sarrafa injin P&P mai daidaitawa. Idan SPI ya auna karkatar manne, shirin P&P zai iya aikace-aikace ya yi amfani da karkatar ramawa ga madaidaitan sanyawar kayan aiki don magance matsawar da aka annabta.
Ingantaccen AI/ML: Samfuran koma-baya farkon mataki ne. Ana iya horar da algorithms na koyon inji (misali, Dazuzzukan Bazuwar, Haɓaka Gradient) akan manyan bayanai don ƙirƙira hulɗar da ba ta layi tsakanin abubuwa da kuma annabta matsawa tare da mafi girman daidaito don hadaddun kayan aiki.
Ƙa'idodin Ƙira don Masana'antu (DFM): Masu ƙira PCB za su iya amfani da fahimta game da saukin nau'in kayan aiki da tasirin wuri don ƙirƙira shimfidar wuri mai ƙarfi. Ana iya sanya mahimman kayan aiki a cikin "ƙananan matsawa" na allon.
Kayan Aiki na Ci Gaba: Haɓaka manne gwal na zamani tare da mafi girman thixotropy ko kaddarorin rheological da aka keɓance don mafi kyau "kulle" kayan aiki a wuri nan da nan bayan sanyawa, rage lokacin taga don matsawa.
Daidaituwa: Wannan aikin yana ba da tushen gogewa don ayyana sabbin ma'auni na masana'antu ko ƙa'idodin haƙuri don "karbuwa kafin sake yin gwal matsawa" don nau'ikan kayan aiki daban-daban.
8. Nassoshi
Marubuta. (Shekara). Take na takardar da aka ambata akan hanyoyin SMT. Sunan Jarida, Juzu'i (Fitowa), shafuka. [Nassoshi zuwa tushen Fig. 1]
Lau, J. H. (Ed.). (2016). Fan-Out Wafer-Level Packaging. Springer. (Don mahallin kan haɗin kai na ci gaba da ƙalubalen daidaiton sanyawa).
IPC-7525C. (2022). Ƙa'idodin Ƙira na Stencil. IPC. (Ƙa'idar masana'antu da ke nuna mahimmanci na bugun stencil).
Isola, A. et al. (2017). Fassara Hoto-zuwa-Hoto tare da Cibiyoyin Adawa na Sharadi. CVPR. (Takardar CycleGAN, an ambata a matsayin misali na samfurin da ke da alaƙa da bayanai wanda ke koyon hadaddun taswira—kamar koyon taswirar daga ma'auni na tsari zuwa sakamakon matsawa).
SEMI.org. (2023). Taswirar Hanya ta Haɗin Kai na Ci Gaba. SEMI. (Taswirar hanyar masana'antu da ke jaddada buƙatar daidaiton sanyawa na matakin micron).
9. Ra'ayi na Mai Nazarin Masana'antu
Fahimtar Asali
Wannan takarda tana ba da sake duba gaskiyar da ta daɗe ga masana'antar SMT. Ta rushe cikakkiyar zato cewa "sake yin gwal zai gyara shi." Fahimtar asali ba kawai cewa matsawa ta faru ba; shine matsawa sakamako ne na annabta na bambancin tsarin sama, da farko bugun stencil. Masana'antar ta kasance tana haɓaka injin P&P—ɗan wasan ƙarshe—yayin da take watsi da kurakuran rubutun da aka gabatar mataki biyu da suka gabata. Wannan kuskuren rarraba hankalin injiniyanci haraji ne na shiru akan amfanin ƙasa, musamman ga haɗin kai iri-iri da haɗin kai na ci gaba kamar chiplets.
Kwararar Hankali
Hankalin marubutan yana da kyau kai tsaye kuma na masana'antu: 1) Amincewa cewa matsalar duniya ta gaske ba ta da ƙididdiga, 2) Kayan aiki na ainihin layin samarwa don ɗaukar bayanan gaskiya (ba simintin gwaje-gwaje ba), 3) Aiwatar da kayan aikin ƙididdiga na gargajiya amma masu ƙarfi (Tasiri na Asali, Koma-baya) waɗanda injiniyoyin shuka za su iya fahimta da amincewa da su, 4) Ba da cikakken jerin masu laifi, mai tsari. Wannan kwararar tana kama da ingantaccen binciken tushen dalili a cikin sarrafa tsarin fab ɗin semiconductor. Yana ƙetare rikitattun ilimin kimiyya don ba da bayanan aiki.
Ƙarfi & Kurakurai
Ƙarfi: Amfani da bayanan samarwa na gaske shine siffar kashe takarda. Yana ba da aminci nan da nan. Mayar da hankali kan nau'ikan kayan aiki da yawa yana ƙara gabaɗaya. Gano "matsayin manne" a matsayin babban abu sakamako ne mai zurfi, mai aiki a filin.
Kurakurai & Ƙetare Damammaki: Binciken yana jin tsayayye. SMT tsari ne mai sauri, mai sauri. Takardar ba ta nutse cikin abubuwan lokaci (misali, faɗuwar manne akan lokaci tsakanin bugu da wuri) ko kuzarin inji (bakan girgiza). Hanyoyin ƙididdiga, ko da yake sun dace, asali ne. Suna nuna amma ba su bincika yiwuwar tasirin hulɗa ba—shin babban ƙarar manne yana rage tasirin ƙaramin kuskuren matsayi don nauyi mai nauyi? Bincike na gaba ta amfani da dabarun ML na zamani (wanda aka yi wahayi zuwa ga yanayin a cikin ayyuka kamar CycleGAN don koyon hadaddun rarraba bayanai) zai iya gano waɗannan alaƙar da ba ta layi ba kuma ya gina ainihin tagwayen dijital na al'amarin matsawa.
Fahimta mai Aiki
Ga injiniyoyin tsarin SMT da manajoji:
Canja Kasafin Metrology ɗinku: Saka hannun jari da yawa a cikin SPI kamar yadda kuke yi a cikin AOI. Ba za ku iya sarrafa abin da ba ku auna ba. SPI shine tsarin faɗakarwar ku na farko don lahani da matsawa ke haifarwa.
Ɗauki Sarrafa Tsari mai Alaƙa: Dakatar da siloing matakan tsari. Ƙirƙiri madaukai na martani inda bayanan SPI suka sanar da saitin sigogi na sanyawa kai tsaye ko kuma suka haifar da kulawar buga stencil.
Sake Bita Lissafin DFM ɗinku: Ƙara "kima haɗarin matsawar kayan aiki" bisa ga abubuwan wannan takarda. Yi alama da haɗin haɗari mai haɗari/lokaci yayin bitar ƙira.
Yi Kwatankwacin Matsawar ku: Yi amfani da hanyar nan don kafa tushen girman matsawa don layin ku. Bi shi azaman Halayen Kulawa mai Ma'ana (KCC). Idan ya karkata, kun san duba bugun manne da farko.
Wannan takarda rubutu ne na asali. Yana ba da shaidar gogewa da ake buƙata don canzawa daga kula da sanyawa a matsayin fasaha zuwa sarrafa shi azaman kimiyya mai sarrafawa, mai bayanai. Gaba gaba shine rufe madauki a ainihin lokaci.