订定电子工业物料检测标准(编辑修改稿)

订定电子工业物料检测标准(编辑修改稿)内容摘要：

定之测试程序及统计分析技巧，发现各锡膏型号的晕开特性之间具有差异性，业者可依本的测试程序决定适合其生产环境、产品特性及成本等考虑之锡膏物料。 本研究除了订定对锡膏的晕开特性之测试程序，并依据实验结果加以分析。 由变异数分析中，发现不同锡膏之晕开特性差异显著，而且锡膏发生晕开的现象亦受温度影响。 此外，分析因子间的交互作用，各型号之锡膏在不同温度下发生晕开的程度也不尽相同。 由此可知，物料评选将显著影响生产结果。 业者应选择适合其生产环境及订单需求的锡膏，并了解其特性，再针对锡膏之特性适当调整制程参数，如印刷入锡量及回流焊接时的温度等，以提高良率并提升其产能。 肆、扩散测试 (Spread Test) 在电子组装制程中，因组件脚间距日渐缩小，所能容忍的锡膏扩散距离也就愈加缩短。 在晕开测试中，观察锡膏在涂布后向外扩 散的现象，提供定质的 (Qualitative)分析，但并未测量扩散的距离以提供更进一步定量的 (Quantitative)分析。 扩散测试将测量锡膏在印刷后扩散的距离，并依此从事更进一步的分析。 一、实验目的 13 在晕开测试中，较高的温度对锡膏晕开的现象比较低温度下更为显著。 同理，在扩散测试中，研究锡膏在印刷后到进入回流焊炉前处于室温环境下向外扩散的距离 (Cold Spread)以及在进入回流焊炉后到锡膏融化前向外扩散的距离 (Hot Spread)。 在 IPC工业标准中， Type13 的锡膏透过开孔较大且 较厚的钢板加以印刷， Type 46 的锡膏则以开孔较小且较薄的钢板加以印刷。 不同厚度之钢板所印下的锡膏厚度不相同，若涂布点边缘向外扩散的程度与其厚度呈一定比率，则印下较厚的锡膏向外扩散的距离将会大于较薄的锡膏。 如图 4(1)所示，若锡膏之厚度为 a，锡膏向下滑落而扩散的角度为θ，因滑落而减少的部份与扩散增加的部份截面积相同，则扩散之距离为 cot2a  ，但若锡膏之厚度为 b (其中 b a)，则扩散的距离成为 cot2b 。 因此，本研究除了探讨不 同型号的锡膏扩散距离之异同，以及温度对锡膏扩散距离之影响，更进一步对于不同厚度之锡膏的扩散程度加以分析。 abc o t2a c o t2b  图 4(1) 不同厚度锡膏扩散程度之比较 二、实验程序 为确保实验结果符合实际生产的环境，所有的锡膏在未使用之前必须依照供货商所建议的方式妥善保存。 在从事锡膏特性测试之前，先将锡膏自冰箱中取出，待其达到室温。 在实验之前，所有的锡膏应分别充分搅拌，并敲击或以离心搅拌机赶出容器内锡膏中的气泡。 本研究设计之钢板厚度分别为 mm与 mm，其中厚度为 mm的钢板开孔直径为 mm，如图 4(2)所示；另一片钢板厚度为 mm，其开孔直径为 mm，如图 4(3)。 经由测试钢板，将锡膏印刷在玻片上，同时确认印刷的情况良好。 每一型号之锡膏都必须经过 Hot Spread测试与 Cold Spread测试。 14 4 0 m m2 0 m m20 mm80 mm1 . 5 m mS t e n c i l T h i c k n e s s : 0 . 1 m m20 mm 图 4(2) 开孔较小且较薄钢板 4 0 m m2 0 m m20 mm80 mm6 . 5 m mS te n c il T h ic k n e s s : 0 . 2 m m 图 4(3) 开孔较大且较厚钢板 本研究订定测试之程序如以下步骤 ： 1. 分别以不同厚度之钢板印刷一锡膏在玻片上，于显微镜下测量并记录印下锡膏之直径，每一涂布点需分别以 X轴及 Y轴方向测量其距离。 于室内静置 60分钟。 并记录时间及应观察之时间。 2. 再分别将锡膏印刷在玻片上，于显微镜下测量并记录印下锡膏之 X轴及 Y轴方向直径，并立即置于烤箱 (100℃ )中 10分钟，记录时间及应取出观察之时间。 3. 清洗钢板。 4. 于正确时间取置于烤箱内之样本于显微镜下测量并记录锡膏之 X轴与 Y轴方向之直径。 5. 于正确时间将置于室温下之样本置于显微镜下测量并记录锡膏之 X轴及 Y轴方向直径。 15 三、实验设计与统计分析 本研究除订定锡膏物料扩散特性之检测程序，并利用统计分析技巧加以验证，将有助于了解各因素对扩散特性之影响程度及方向，以及各因素之间的交互作用。 (一 ) 样本大小的选择 本研究依据信赖区间估计法以决定实验所需的样本数。 假设任何两种锡膏扩散距离平均值的差异之95%信赖区间为177。 ，且σ之估计值为。 若α = ，以σ 2 = = 作为 MSE的一个估计值。 首先尝试 n = 7，则信赖区间准确度为 6 7 2 6 1 2 4 2 8 0 9 )(2 236,  t 比所要求的 更准确，再尝试 n 得到 8 8 6 7 5 1 3 4 4 2 2 7 )(2 230,  t 继续尝试 n = 5，得到 1 6 2 2 7 7 6 6 3 8 9 )(2 224,  t 故可知当样本数为 6 时即可满足所需的信赖区间准确度，并可确保实验结论的正确性。 (二 ) 变异数分析 本研究采三因子实验设计，所要探讨的因子分别为锡膏型号、锡膏厚度及测试方式。 其中锡膏型号分为 6 层级；锡膏厚度为 mm与 mm二层级；而测试方式则分为 Cold Spread与 Hot Spread二层级。 本研究将对以下各组假设进行检定： H0：每一种型号锡膏之 扩散距离皆相同 H1：至少有一锡膏之扩散距离不同 H0：不同锡膏厚度之扩散距离相同 H1：不同锡膏厚度之扩散距离不同 H0：不同测试方式之扩散距离相同 H1：不同测试方式之扩散距离不同 H0：锡膏型号与锡膏厚度间没有交互作用 16 H1：锡膏型号与锡膏厚度间具有交互作用 H0：锡膏型号与测试方式间没有交互作用 H1：锡膏型号与测试方式间具有交互作用 H0：锡膏厚度与测试方式间没有交互作用 H1：锡膏厚度与测试方式间具有交互作用 H0：锡膏型号、锡膏厚度与测试方式间没有交互作用 H1：锡膏型 号、锡膏厚度与测试方式间具有交互作用 根据以上订定之测试程序，将扩散后的锡膏直径减去印刷后之直径所得到的结果如表 4(1)。 锡膏型号 A B C D E F 锡膏厚度 厚 薄 厚 薄 厚 薄 厚 薄 厚 薄 厚 薄 测试方式 Hot Spread Cold Spread 表 4(1) 扩散后之直径减去印刷后之直径的结果 根据测试结果绘制箱型图。 在图 4(4)中，各型号锡膏之间扩散距离有差异，因此必须从事变异数分析以确认是否锡膏型号之间之扩散距离确实具有差异；而在图 4(5)中，扩散距离因锡膏之厚 度而不同，但必须作进一步的分析加以确认；同理，图 4(6)锡膏之扩散距离因测试方式有所不同，亦必须确认推论之正确性。 因此，以 Statistica统计软件计算得到变异数分析表如表 4(2)所示。 17 MinMax25%75%Median valueCategorized Plot for Variable: 耎床禯瞒奎籌 腹耎床禯瞒A B C D E F 图 4(4) 各型号锡膏间扩散距离之箱型图 MinMax25%75%Median valueCategorized Plot for Variable: 耎床禯瞒奎籌玴耎床禯瞒玴 痢 图 4(5) 不同锡膏厚度之扩散距离箱型图 MinMax25%75%Median valueCategorized Plot for Variable: 耎床禯瞒代刚よ Α耎床禯瞒Hot Cold 图 4(6) 不同测试方式之扩散距离箱型图 1锡膏型号 , 2锡膏厚度 , 3测试方式 变源 df Effect MS Effect df Error MS Error F plevel 1 5 .024934 120 .001232 .0000 2 1 .141564 120 .001232 .0000 3 1 .557013 120 .001232 .0000 12 5 .005263 120 .001232 .001306 13 5 .020xx0 120 .001232 .0000 23 1 .145542 120 .001232 .0000 123 5 .006323 120 .001232 .000266 表 4(2) 扩散测试之变异数分析表 18 由表 4(2)，所有的 P–level α = ，故拒绝虚无假设 H0，即有足够的证据可做以下推论： (1)各型号之锡膏之扩散距离有差异 (2)不同厚度之锡膏其扩散距离有差异 (3)Hot Spread与 Cold Spread对锡膏之扩散距离之影响有差异 (4)锡膏型号与锡膏厚度之间具有交互作用 (5)锡膏型号与测试方式之间具有交互作用 (6)测试方式与锡膏厚度之间具有交互作用 (7)锡膏型号、锡膏厚度与测试方式之间具有交互作用 图 4(7)、 4(8)及 4(9)中更进一步显示各因素之间之交互作用关系。 奎籌 腹 A奎籌 腹 B奎籌 腹 C奎籌 腹 D奎籌 腹 E奎籌 腹 FPlot of Means (unweighted)2way interactionF(5,120)=。 p.0013奎籌玴Variable: 耎床禯瞒玴 痢 图 4(7) 锡膏厚度与锡膏型号之间交互作用关系 奎籌 腹 A奎籌 腹 B奎籌 腹 C奎籌 腹 D奎籌 腹 E奎籌 腹 FPlot of Means (unweighted)2way interactionF(5,120)=。 p.0000代刚よ ΑVariable: 耎床禯瞒Hot Cold 图 4(8) 测试方式与锡膏型号之间交互作用关系 19 奎籌玴玴奎籌玴痢Plot of Means (unweighted)2way interactionF(1,120)=。 p.0000代刚よ ΑVariable: 耎床禯瞒Hot Cold 图 4(9) 锡膏厚度与锡膏型号之间交互作用关系 (三 ) Duncan多重全距检定 以上变异数分析可了解各型号锡膏之间扩散的距离有差异，今以 Duncan多重全距检定法得到各型号锡膏间扩。