一種pcb錫膏印刷過程質量智能監控系統及方法

一種pcb錫膏印刷過程質量智能監控系統及方法
【專利摘要】本發明提供的一種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統及方法，系統包括數據采集模塊、印刷質量管理數據庫、統計分析模塊和燈光控制模塊；數據采集模塊實時采集SPI檢測系統檢測到的PCB印刷的錫膏各類參數數據，統計分析模塊獲取數據采集模塊采集到的數據，并對數據進行分析，根據分析結果判斷錫膏印刷過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向時，向燈光控制模塊發出印刷過程質量不受控信號，燈光控制模塊可通過控制不同警示燈報警提示出現失控的具體情況。解決了現有技術中無法監控印刷過程質量的缺陷，能對印刷過程進行監控，當發現印刷過程不受控時，及時發出警報提示，減少了錫膏印刷缺陷數量。
【專利說明】
一種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統及方法
技術領域
[0001] 本發明涉及表面貼裝技術領域，尤其涉及PCB錫膏印刷過程質量監控領域。
【背景技術】
[0002] 表面貼裝技術SMT(Surface Mount Technology)是一種將無引腳或短引線表面組 裝元器件安裝在印制電路板PCB的表面或其它基板的表面上，通過回流焊或浸焊等方法加 以焊接組裝的電路裝連技術。對于SMT質量來說，最為關鍵的工序就是印刷工序。全球表面 貼裝協會(SMTA)的報告提到在PCB設計正確、元器件和PCB質量有保證的前提下，SMT工藝的 不良中錫霄印刷相關的不良占74%。錫霄印刷工藝的好壞決定著SMT工藝的品質。
[0003] 在印刷生產環節中，由于多種因素的相互作用而使印刷質量發生變化，生產出不 合格品，既浪費了資源，也降低了企業的效益。雖然印后的質量檢測和控制已經實現了較好 的自動化，但從印刷過程的角度看，無法實現預防為主的控制。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術中存在的上述不足，本發明目的在于提供PCB錫膏印刷過程質量智 能監控系統，能對印刷過程進行監控，當發現印刷過程不受控時，及時發出警報。解決現有 技術中印刷過程無法實現預防為主的控制的缺陷。
[0005] 本發明的另一個目的還在于提供PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統的方法。
[0006] 為解決上述技術問題，實現發明目的，本發明采用的技術方案如下：
[0007] -種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，包括數據采集模塊、印刷質量管理數據 庫、統計分析模塊和燈光控制模塊；
[0008] 所述數據采集模塊用于實時采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類 參數數據，同時將采集到的數據傳輸到印刷質量管理數據庫進行存儲；
[0009]所述統計分析模塊獲取數據采集模塊采集到的數據，并對數據進行分析，根據分 析結果判斷錫膏印刷過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向時，向 燈光控制模塊發出印刷過程質量不受控信號；
[0010]所述燈光控制模塊接收到來自統計分析模塊的印刷過程質量不受控信號時，啟動 報警燈進行報警。
[0011] 進一步，所述PCB錫膏印刷過程中各類參數數據包括但不限于印刷錫膏的百分比 高度、印刷錫膏的百分比體積、面積、X坐標偏移和Y坐標偏移。
[0012] 進一步，所述統計分析模塊利用SPC控制圖對數據采集模塊所采集的數據進行分 析;SPC控制圖包括I控制圖，s控制圖和c控制圖，統計分析模塊根據各類參數數據的f控制 圖分別監測各類參數數據中心值的起伏變化情況，根據各類參數數據的s控制圖分別監測 各類參數數據分散性的起伏變化情況，根據各類參數數據的c控制圖監測錫膏印刷過程中 產生的缺陷變化情況是否處于統計受控狀態。
[0013] 進一步，所述f控制圖中
其中，UCU為對空制圖的上控制線，LCLdJ控制圖的下控制線，山為無控制圖 的中心線，F:為每塊PCB焊點位置的參數數據的平均值，兩為(?的均值，⑵為第j塊 PCB板上焊點位置的參數數據的平均值。
[0014] 進一步，所述 s 控制圖中 CL2=ys，UCL2=ys+3〇s，LCL 2=ys-3〇s;其中，UCL2 為 s 控制圖 的上控制線，LCL2為s控制圖的下控制線，CL2為s控制圖的中心線，k塊PCB中第j塊上n個焊點 的標準偏差由下式計算
U，…，由每塊PCB標準偏差組成的 隨機變量的期望值和標準偏差分別為和〇s。
[0015] 進一步，所述c控制圖中α3 = μ，UCL3 = μ+3σ，LCL3 = μ-3σ ;其中UCL3為c控制圖的上 控制線，LCL3為c控制圖的下控制線，CL3為c控制圖的中心線，參數數據服從正態分布，即X~ Ν(μ，σ2)。
[0016] 進一步，所述統計分析模塊獲取數據利用SPC控制圖對某類參數數據進行分析時， 如果該類參數數據的SPC控制圖出現受控狀態的五組規則中的小概率事件時，向燈光控制 模塊發出該類參數數據不受控信號，提示該類參數數據失控或有失控傾向。
[0017] 如上述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統的方法，其特征在于，包括：
[0018] 采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類參數數據；
[0019] 利用各類參數數據分別計算各類參數數據對應的SPC控制圖中的控制限，繪制各 類參數數據的對應的SPC控制圖，并將采集到的各類參數數據分別標示在各類參數數據對 應的SPC控制圖中；
[0020] 分別判斷各類參數數據的SPC控制圖是否存在受控狀態的五組規則中的小概率事 件，如果某類參數數據的SPC控制圖存在受控狀態的五組規則中的小概率事件，向燈光控制 模塊發出該類參數數據不受控信號，提示該類參數數據失控或有失控傾向。
[0021] 相比于現有技術，本發明具有如下優點：
[0022] 本發明提供的PCB錫膏印刷過程質量智能監控方法及系統，能對印刷過程進行監 控，當出現印刷過程不受控時，及時發出警報，減少錫膏印刷缺陷。其次解決設備運行孤島、 信息孤島問題，本發明通過采用SPC技術統計分析SPI檢測到的錫膏印刷過程中的各類參數 數據，判斷錫膏印刷過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向時，統 計分析模塊給燈光控制模塊發出印刷過程質量不受控信號，燈光控制模塊接收不受控信號 并立即發出警報，以便工作人員及時查找原因，采取糾正措施，維持工藝過程一直處于統計 受控狀態。本發明具有事前預防生產中出現大批不合格品的功能，保證產品的內在質量和 可靠性，為提高SMT工藝品質和PCB錫膏印刷質量提供了一種技術支持。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例中SMT生產線設備示意圖。
[0024]圖2為實施例中PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統的結構框圖。
[0025] 圖3為實施例中PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統的結構示意圖。
[0026] 圖4為控制圖的基本形式圖。
[0027]圖5為實施例中隨機抽取的一塊PCB上1750個焊點的錫膏百分比高度直方圖。
[0028] 圖6為實施例中連續印刷的100塊PCB上所有焊點印刷錫膏百分比高度直方圖。
[0029] 圖7為實施例中連續印刷的100塊PCB上所有焊點印刷錫膏百分比高度的均值控制 圖。
[0030] 圖8為缺陷成團控制圖模塊分析流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 一種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，包括數據采集模塊、印刷質量管理數據 庫、統計分析模塊和燈光控制模塊；印刷質量管理數據庫可以用于分別保存數據采集模塊 和統計分析模塊的數據，方便工作人員查看調用歷史數據。
[0032] 所述數據采集模塊用于實時采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類 參數數據，同時將采集到的數據傳輸到印刷質量管理數據庫進行存儲；
[0033] 所述統計分析模塊獲取數據采集模塊采集到的數據(可以是直接讀取數據采集模 塊采集的數據，或者是讀取數據采集模塊在印刷質量管理數據庫中存儲的數據），并對數據 進行分析，根據分析結果判斷錫膏印刷過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或 有失控傾向時，向燈光控制模塊發出印刷過程質量不受控信號；
[0034] 所述燈光控制模塊接收到來自統計分析模塊的印刷過程質量不受控信號時，啟動 報警燈進行報警。
[0035] 錫膏印刷機處于SMT生產線的上游，對SMT工藝品質影響十分嚴重，鑒于此，本發明 提供了一種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，能對印刷過程進行監控，當發現印刷過程 不受控時，及時發出警報，減少錫膏印刷缺陷。其次解決設備運行孤島、信息孤島問題，本發 明通過采用SPC技術統計分析SPI檢測到的錫膏印刷過程中的各類參數數據，判斷錫膏印刷 過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向時，統計分析模塊給燈光控 制模塊發出印刷過程質量不受控信號，燈光控制模塊接收不受控信號并立即發出警報，以 便工作人員及時查找原因，采取糾正措施，維持工藝過程一直處于統計受控狀態。本發明具 有事前預防生產中出現大批不合格品的功能，保證產品的內在質量和可靠性，為提高SMT工 藝品質和PCB錫膏印刷質量提供了一種技術支持。
[0036] 所述PCB錫膏印刷過程中各類參數數據包括但不限于印刷錫膏的百分比高度、印 刷錫霄的百分比體積、面積、X坐標偏移和Y坐標偏移。
[0037] 所述統計分析模塊利用SPC控制圖對數據采集模塊采集的數據進行分析;SPC控制 圖包括I控制圖，s控制圖和c控制圖，統計分析模塊根據各類參數數據的I控制圖分別監測 各類參數數據中心值的起伏變化情況，根據各類參數數據的S控制圖分別監測各類參數數 據分散性的起伏變化情況，根據各類參數數據的C控制圖監測錫膏印刷過程中產生的缺陷 變化情況是否處于統計受控狀態。
[0038] 統計分析模塊采用了 SPC控制圖評價生產過程是否處于統計受控狀態，其基本原 理是:根據數理統計分析理論，對連續采集的多批工藝參數數據進行定量的統計分析，對工 藝過程是否處于統計受控狀態做出定量結論，當出現PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控 傾向時，給燈光控制模塊發出印刷過程質量不受控信號，以便及時查找原因，采取糾正措 施，使工藝過程一直處于統計受控狀態。
[0039] SPC控制圖是通過對過程或工序的質量特性進行測定、記錄，從而實現對過程進行 監測和控制的一種質量管理工具。控制圖由平面直角坐標系構成，縱坐標表示產品抽樣的 質量特性值，橫坐標為以時間先后排列的樣本序號；在平面直角坐標系中做出兩條控制線 和一條中心線，中心線一般用實線表示，記為CL(Control Limit);兩條控制界限一般用虛 線表示，在中心線上面的控制界限線為上控制線，記為UCL(Upper Control Limit);在中心 線下面的控制界限線為下控制線，記為LCL(Lower Control Limit);把抽樣的特性值，按順 序以點的形式依次反映在坐標圖上并連接成線，點子排列的狀態即反映了加工過程的波動 情況。
[0040] 空制圖是指針對電子元器件生產的特殊均值-標準偏差控制圖，即一階嵌套 控制圖，一階嵌套控制圖，是針對電子工業生產中呈現出嵌套性特點情況下繪制的控制圖， 例如對本發明所涉及到的PCB錫膏印刷工藝，每塊PCB上的焊點錫膏百分比高度服從一定的 分布，一般為正態分布，參見表1和附圖5所示為隨機抽取的一塊PCB上1750個焊點的錫膏百 分比高度頻率分布表和直方圖：
[0041] 表1
[0043] 設其均值為μ<?，標準偏差為〇d。而連續印刷的若干PCB之間，每塊PCB上的均值μ<?又 遵從另一個正態分布，此即一階嵌套情況。
[0044] 以印刷錫膏百分比高度為例，如果分別對每塊PCB上的η個焊點位置印刷錫膏百分 比高度XlX測量并由式
X計算其均值，其中X1SPCB上第i個焊點位置印刷錫膏百分 比高度，由這些均值構成一組隨機數，記代表這組隨機數分布的隨機變量為的期 望五(J)和方差乃(叉)分別為：
[0045] ￡(6^=//,,，Μ.Γ)=σ〗 +</n ;其中每塊PCB上焊點位置印刷錫膏百分比高度Xl 服從正態分布，不同PCB板中印刷錫膏百分比高度的均值(μ<〇」服從正態分布 吟乂)。即：
[0046] (尤)~;
[0047] 所述f控制圖，對呈現一階嵌套分布特性的工藝參數，其控制上下限為：
;其中，UCLi為F 控制圖的上控制線，LCU為無控制圖的下控制線，0^為無控制圖的中心線，("，為(〒),的均 值，(巧;為第j塊PCB板上焊點位置的參數數據的平均值。
[0049] 標準偏差控制圖，k±夬PCB中第j塊上η個焊點的標準偏差由下式計算」
由每塊PCB標準偏差&組成的隨機變量的期望值和標準偏差分別為^和^，則標準偏差控制 圖的中心線、上控制線和下控制線的計算公式為：
[0050] CL2 = ys，UCL2 = ys+3〇s，LCL2 = ys-3〇s;UCL2 為 s 控制圖的上控制線，LCL2 為 s 控制圖 的下控制線，CL2為s控制圖的中心線。
[0051] 所述的c圖是缺陷數控制圖的簡稱，可直接監測缺陷數的變化情況。一般情況下缺 陷數服從泊松分布，即在監測一批產品時，發現缺陷數目為c的概率p(c)為：
(c為缺陷數目，取整數）；
[0053] 式中，λ是描述泊松分布的一個重要參數。泊松分布的均值與方差都等于參數λ，即 泊松分布的標準偏差為及，根據3σ方法確定缺陷數控制圖的控制限。
[0054] 所述3〇方法是指，若參數數據服從正態分布，即X~Ν(μ，〇2)，可采用下式確定控制 圖的中心線和上下控制限：
[0055] CL3 = μ，UCL3 = μ+3σ，LCL3=μ_3σ;
[0056] 所述的缺陷數控制圖的控制限，在此分兩種情況討論確定：
[0057] ①若已知泊松分布的參數λ，則c圖控制限為：
[0058] α = λ，乂二義+WI，LCL 二λ-:·Μ
[0059] ②一般情況下λ未知，可按下述方法，根據采集的數據進行估計。設一共檢驗m批產 品，每一批產品中發現的缺陷數分別為(： 1，1 = 1，2，一，111，則可以用這些缺陷數的平均值作 為參數λ的估計值：
[0061 ]由此得控制線為：
[0062] CL 二 W，VCL 二 c+3#， LCL^-3^i
[0063] 由于缺陷數不可能為負數，若計算的下控制線為負值，則取下控制線LCL = 0。
[0064] 所述的缺陷數控制圖，當PCB印刷出現缺陷成團現象，缺陷數據不服從泊松分布 時，如果采用常規C圖控制圖分析缺陷成團數據，將會出現受控的工藝誤判為失控的情況。 PCB印刷工藝中出現成團效應可以用負二項分布或Neyman分布來描述。缺陷成團控制圖模 塊包括4部分：
[0065] (1)確定缺陷數據是否服從泊松分布:若數據服從泊松分布，就采用常規控制圖進 行分析處理，否則進行下一步，其中上下控制限為：
[0066] UCL 二Γ + 3及，
[0067] (2)判斷缺陷是否成團：首先采用有關數據處理方法剔除"異常數據"。將剔除了 "異常數據"后的剩余數據重復第（1)步的操作。若服從泊松分布，表明過程受控時，缺陷數 據否服從泊松分布，可采用常規c圖分析原來的缺陷數據(注意:試分析原始缺陷數據，而不 是剔除了 "異常數據"后的剩余數據）。若剔除了"異常數據"后的剩余數據仍不服從泊松分 布，則表明缺陷是成團的，應對原來的缺陷數據采用下一步給出的缺陷成團模型進行分析 和處理。
[0068] (3)確定缺陷成團控制圖的控制限:在確定缺陷成團效應以后，就應該對原來的缺 UCL ICL· 陷數據采用式Σ^^1-0.00135和式Σ/:^) =0.?0135計算缺陷成團控制圖的控制限。 c 其中
戶卜=0)二e-外-4 ?參數λ和爐可以由Neyman分布的數 據C1，C2，. . .，cn用下式估算：
[0070] 式中F和S2由下式給出：
[0072] (4)控制圖的自動繪制和受控狀態的自動分析:在確定了缺陷成團控制圖的控制 限以后自動繪制控制圖并從控制圖上通過判斷規則自動分析生產過程受控狀態。
[0073]上述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統的處理方法，包括
[0074] 采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類參數數據；
[0075] 利用各類參數數據分別計算各類參數數據對應的SPC控制圖中的控制限，繪制各 類參數數據的對應的SPC控制圖，并將采集到的各類參數數據分別標示在各類參數數據對 應的SPC控制圖中；
[0076] 分別判斷各類參數數據的SPC控制圖是否存在受控狀態的五組規則中的小概率事 件，如果某類參數數據的SPC控制圖存在受控狀態的五組規則中的小概率事件，向燈光控制 模塊發出該類參數數據不受控信號，提示該類參數數據失控或有失控傾向。
[0077] 控制圖評價生產過程的基本步驟包括測試、匯總數據;根據不同控制類型控制圖 的控制限計算要求，對原始數據進行處理;根據不同類型控制圖的控制限計算公式，計算控 制限;繪制控制圖；工藝過程統計受控狀態的判斷。
[0078] 所述的測試匯總數據是為了方便控制線的確定和控制圖的繪制，對不同類型控制 圖可以通過印刷質量管理數據庫采用不同的表格格式記錄和處理數據。
[0079] 所述的繪制控制圖是在控制圖上畫出控制限，同時將每批數據的特征值標示在控 制圖上，即完成控制圖的繪制。
[0080] 所述的工藝過程統計受控狀態的判斷，是按照判斷規則，對繪制的控制圖，查看是 否有存在判斷規則所列舉的失控情況，如果判斷存在失控或失控傾向，應查找原因，采取糾 正措施，使工藝過程恢復統計受控狀態。
[0081] 所述的判斷規則是指工藝過程受控狀態的判斷規則，是否有數據點超出控制限并 非是從SPC控制圖上判斷工藝過程是否處于統計受控狀態的唯一正確準則。從小概率事件 原理出發，根據數據點與控制限的相互關系以及數據點的排列形式，推導出許多具體的小 概率事件情況。在工藝過程處于統計受控狀態的正常情況下，這些小概率事件不應出現。因 此可以將這些小概率事件作為準則來比照SPC控制圖。如果SPC控制圖上出現了這些小概率 事件，說明"工藝過程處于統計受控狀態"的假設不成立，即工藝過程出現了失控情況。顯 然，在工藝過程處于受控狀態的情況下，不應該出現的小概率事件有很多條。不同國家和不 同公司采用的判斷規則不完全相同。下面介紹目前廣泛采用的五組規則，每條規則后面括 號內是相應事件發生的概率。
[0082] (1)規則一:若控制圖上有一部分數據點位于控制限以外，則該工藝過程為失控。 "一部分"數據點是指：
[0083]連續25個數據點至少有1個點在控制限以外(0.0654);
[0084]連續35個數據點至少有2個點在控制限以外(0.0041);
[0085]連續100個數據點至少有3個點在控制限以外(0.0025)。
[0086] 由規則一可見，并非只要有數據點超出了控制限就表示工藝過程失控。例如，若連 續35個數據點中只有26號數據點超出了控制限，按照上述判斷規則，不能判斷工藝過程失 控。下面的四條規則中，數據點均未超出控制限，但是只要出現相應規則中列出的小概率事 件也應判定工藝過程失控。
[0087] (2)規則二:若連續7個或多于7個數據點位于中心線同一側，則為失控。由這些點 構成的折線稱為同側鏈(〇. 〇 156)。
[0088] (3)規則三:若連續7個或多于7個數據點單調上升（或下降），則為失控。這些點構 成的鏈稱為單調鏈(0.0004)。
[0089] (4)控制圖中有"較多"的點位于中心線同一側，則為失控，"較多"的點是指：
[0090] 連續11個點中至少有10個點在中心線同一側(0.0118);
[0091] 連續14個點中至少有12個點在中心線同一側(0.0130);
[0092] 連續17個點中至少有14個點在中心線同一側(0.0130);
[0093] 連續20個點中至少有16個點在中心線同一側(0.0118)。
[0094] (5)規則五:若連續出現下述高位或低位鏈，則工藝過程為失控：
[0095] 連續3個點中至少有2個點超出（或低于）中心線2倍標準差之外(0.0073);
[0096] 連續7個點中至少有3個點超出（或低于）中心線2倍標準差之外(0.0038);
[0097]由上述規則可見，只要PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統中任意一個SPC控制圖 中出現該五組規則中的任意一種情況時，認為PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向，判 斷失控的依據是出現了小概率事件，表示工藝過程中不僅存在隨機因素的影響，而且還受 到了異常因素的干擾，因此，己不是統計受控狀態。
[0098] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0099] 參見圖1為涉及本發明技術領域的SMT生產線設備示意圖，其中設備1為上料機，設 備2為錫膏印刷機，設備3為SPI檢測儀，設備4、5為高速貼片機，設備6為AOI (Automatic Optic Inspect ion)光學檢測儀，設備7為回流焊爐，設備8為FCT (Functional Circuit Test)功能檢測儀，設備9為成品堆料機。其中，SPI檢測儀是PCB在錫膏印刷后對印刷質量檢 測的設備，會記錄PCB錫膏印刷各類質量參數數據。
[0100] 參見圖2、3為本發明智能監控系統結構示意圖，該系統包括:數據采集服務、印刷 質量管理數據庫、統計分析模塊。實現其監控過程參見如下所述步驟：
[0101] (1)數據采集模塊實時采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷質量各類參數數 據，同時將采集到的數據傳輸到印刷質量管理數據庫；
[0102] (2)印刷質量管理數據庫將數據采集模塊采集到的數據和統計分析得到的數據存 儲并管理，方便研究員查看調用歷史數據；
[0103] (3)繪制控制圖：在控制圖上畫出控制限，同時將每批數據的錫膏印刷質量參數標 示在控制圖上，即完成控制圖的繪制；
[0104] (4)按照判斷規則，判斷繪制的I控制圖、s控制圖和c控制圖是否有存在判斷規則 所列舉的失控情況，如果判斷PCB錫膏印刷過程質量存在失控或失控傾向，則給燈光控制模 塊發出印刷過程質量不受控信號。判斷失控的依據是出現了判斷規則給出的小概率事件， 表示工藝過程中不僅存在隨機因素的影響，而且還受到了異常因素的干擾，因此，已不是統 計受控狀態。；
[0105] (5)燈光控制模塊用于接收統計分析模塊發出的印刷過程質量不受控信號并立即 發出警報，以便及時查找原因，采取糾正措施，維持工藝過程處于統計受控狀態。
[0106] 統計分析模塊采用了嵌套控制圖評價生產過程是否處于統計受控狀態，參見圖4， 控制圖由平面直角坐標系構成，縱坐標表示產品抽樣的質量特性值，橫坐標為以時間先后 排列的樣本序號;把抽樣的特性值，按順序以點的形式依次反映在坐標圖上并連接成線，點 子排列的狀態即反映了加工過程的波動情況。
[0107] 現對SMT生產線上采集到的100塊PCB上印刷的錫膏百分比高度數據繪制J圖（均 值控制圖），參見圖7為本發明實施例提供的均值控制圖。首先對每塊PCB上的所有焊點位置 的印刷錫膏百分比高度X由下式計算其均值
，11表示一塊PCB上焊點位 置個數），參見表2、表3和附圖6所示為連續印刷的100塊PCB上所有焊點印刷錫膏百分比高 度平均值、頻率分布表和直方圖：
[0108] 表2

[0112] 然后由這些均值構成一組隨機數，這組隨機數分布的隨機變量記為丨又），每塊PCB 上印刷錫膏百分比高度(x)J?從正太分布每塊PCB上印刷錫膏百分比高度的 均值(Hd)i服從正太分布況_(其中yw = 144 · 15849~144，ex〗=.1 ..9.85?。
[0113] 之后對呈現一階嵌套分布特性的錫膏印刷百分比高度數據，確定其均值控制圖控 制中心線和上下控制限分別為：

[0117] 最后按照控制圖的構成繪制出均值控制圖參見圖7所示，依圖可知，錫膏印刷過程 中，在印刷第47、73塊PCB時，錫膏印刷百分比高度均值出現異常，此時應該發出錫膏印刷過 程不受控信號，通過燈光控制模塊控制LED燈對工作人員報警提示，以便及時查找原因，采 取糾正措施，維持印刷工藝過程一直處于統計受控狀態。
[0118] 標準偏差控制圖和缺陷數控制圖可按
【發明內容】
所述方法繪制，在此不再贅述。參 見圖8，缺陷成團控制圖模塊包括4部分：
[0119] (1)確定缺陷數據是否服從泊松分布:若數據服從泊松分布，就采用常規控制圖進 行分析處理，否則進行下一步，其中上下控制限為：
[0120] UCL = ；? + 3%/?, LCL = X - 3ν^ ；
[0121] (2)判斷缺陷是否成團：首先采用有關數據處理方法剔除"異常數據"。將剔除了 "異常數據"后的剩余數據重復第（1)步的操作。若服從泊松分布，表明過程受控時，缺陷數 據否服從泊松分布，可采用常規c圖分析原來的缺陷數據(注意:試分析原始缺陷數據，而不 是剔除了 "異常數據"后的剩余數據）。若剔除了"異常數據"后的剩余數據仍不服從泊松分 布，則表明缺陷是成團的，應對原來的缺陷數據采用下一步給出的缺陷成團模型進行分析 和處理。
[0122] (3)確定缺陷成團控制圖的控制限:在確定缺陷成團效應以后，就應該對原來的缺 陷數據采用式藝廠(.\- = /)=卜〇.〔)()丨35和式|^>(1 = /)=()細35計算缺陷成團控制圖的控 /-? /-Q 制限。其牛
，/=ι，:2,…;尸(:戈=〇)4- i(1-叫。參數入和r可以 由Neyman分布的數據xi，X2,. . .，χη用下式估算：
[0124] 式中J和S2由下式給出：
[0126] (4)控制圖的自動繪制和受控狀態的自動分析:在確定了缺陷成團控制圖的控制 限以后自動繪制控制圖并從控制圖上通過判斷規則自動分析生產過程受控狀態。
[0127] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，其特征在于，包括數據采集模塊、印刷質 量管理數據庫、統計分析模塊和燈光控制模塊； 所述數據采集模塊用于實時采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類參數 數據，同時將采集到的數據傳輸到印刷質量管理數據庫進行存儲； 所述統計分析模塊獲取數據采集模塊采集到的數據，并對數據進行分析，根據分析結 果判斷錫膏印刷過程質量是否受控，當PCB錫膏印刷過程質量失控或有失控傾向時，向燈光 控制模塊發出印刷過程質量不受控信號； 所述燈光控制模塊接收到來自統計分析模塊的印刷過程質量不受控信號時，啟動報警 燈進行報警。2. 如權利要求1所述的PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，其特征在于，所述PCB錫膏 印刷過程中各類參數數據包括但不限于印刷錫膏的百分比高度、印刷錫膏的百分比體積、 面積、X坐標偏移和Y坐標偏移。3. 如權利要求1所述的PCB錫膏印刷過程質量智能監控系統，其特征在于，所述統計分 析模塊利用SPC控制圖對數據采集模塊所采集的數據進行分析;SPC控制圖包括J控制圖，S 控制圖和C控制圖，統計分析模塊根據各類參數數據的E控制圖分別監測各類參數數據中屯、 值的起伏變化情況，根據各類參數數據的S控制圖分別監測各類參數數據分散性的起伏變 化情況，根據各類參數數據的C控制圖監測錫膏印刷過程中產生的缺陷變化情況是否處于 統計受控狀態。4. 如權利要求3所述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統，其特征在于，所述克控制圖中其中，UCLi為X控制圖的 上控制線，IXLi為充控制圖的下控制線，化1為更控制圖的中屯、線，充為每塊PCB焊點位置的參 數數據的平均值，反為(司,的均值，片),為第j塊PCB板上焊點位置的參數數據的平均值。5. 如權利要求3所述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統，其特征在于，所述S控制圖中化2 =Ws，U化2 = ys+3〇s，LCL2=ys-3〇s;其中，U化2為S控制圖的上控制線，1XL2為S控制圖的下控 制線，CL2為S控制圖的中屯、線，k塊PCB中第j塊上η個焊點的標準偏差由下式計算j = l,2,......，k，由每塊PCB標準偏差sj組成的隨機變量的期望值 和標準偏差分別為Ws和〇s。6. 如權利要求3所述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統，其特征在于，所述C控制圖中化3 =y，UCL3=y+3〇，lXL3 = y-3〇;其中U化3為C控制圖的上控制線，1XL3為C控制圖的下控制線， 化3為C控制圖的中屯、線，參數數據服從正態分布，即X~Ν(μ，)。7. 如權利要求3所述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統，其特征在于，所述統計分析模 塊獲取數據利用SPC控制圖對某類參數數據進行分析時，如果該類參數數據的SPC控制圖出 現受控狀態的五組規則中的小概率事件時，向燈光控制模塊發出該類參數數據不受控信 號，提示該類參數數據失控或有失控傾向。8. 如權利要求1所述的PCB錫膏印刷過程質量監控系統的方法，其特征在于，包括： 采集SPI檢測系統檢測到的PCB錫膏印刷過程中各類參數數據； 利用各類參數數據分別計算各類參數數據對應的SPC控制圖中的控制限，繪制各類參 數數據的對應的SPC控制圖，并將采集到的各類參數數據分別標示在各類參數數據對應的 SPC控制圖中； 分別判斷各類參數數據的SPC控制圖是否存在受控狀態的五組規則中的小概率事件， 如果某類參數數據的SPC控制圖存在受控狀態的五組規則中的小概率事件，向燈光控制模 塊發出該類參數數據不受控信號，提示該類參數數據失控或有失控傾向。
【文檔編號】G05B19/418GK106079892SQ201610546821
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】孛正軍, 曹樂, 謝林駿, 張幫杰, 張濟, 鄧蘭兵
【申請人】重慶大學