汽车电子产品表面贴装技术阈值估计研究

张育洋

摘要：随着汽车电子产品越来越精致，对表面贴装技术的要求越来越高。阈值估计是汽车电子产品表面贴装技术的重要组成部分，本文通过用贝叶斯理论对阈值进行估计，得到其估计值，加强锡膏印刷工艺的准确性，提高表面贴装技术成功率。

Abstract： As automotive electronic products become more sophisticated， the requirements for surface mount technology are getting higher and higher. Threshold estimation is an important part of the surface mount technology of automotive electronic products. This paper uses Bayesian theory to estimate the threshold and obtains its estimated value， which strengthens the accuracy of solder paste printing process and improves the success rate of surface mount technology.

關键词：贝叶斯理论;阈值估计;表面贴装技术

Key words： bayesian theory;threshold estimation;surface mount technology

中图分类号：TP202                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）08-0190-02

0  引言

随着汽车电子产品越来越微小精致，对表面贴装技术的要求越来越高，阈值估计是表面贴装技术的重要组成部分[1]。阈值估计的目标是找出缺陷率与误报率的平衡点，在SPI报警率满足要求的情况下，尽量减小缺陷率[2-3]。

但阈值估计受各种因素影响，本文通过用贝叶斯理论对阈值进行估计，得到其估计值，加强锡膏印刷工艺的准确性，提高表面贴装技术成功率。

1  阈值估计数据建模

阈值估计数据分为3部分，分别是：SPI数据、AOI数据、维修数据，SPI数据记录数据的最小单元是焊盘，记录了焊盘上锡膏的体积面积高度等数据;AOI数据和维修数据记录数据的最小单元是位号，记录了有缺陷位号的缺陷类型。3部分数据表如表1、表2、表3所示。

环境参数影响锡膏状态，锡膏作用于PCB板，PCB板上又可分为各类封装、焊盘，SPI检测值针对于焊盘进行，维修数据及后AOI检测数据是针对位号进行;在PCB板印刷过程中，需要确定工艺参数和小要素。通过绘制正常数据及异常数据的体积、面积、高度的数据分布状态及对数据均值方差的据算，可以对数据有充分的了解，对后续的分析建模方案的制定有重要的意义。

研究阈值必须知道缺陷焊盘的实际锡膏量，所以要关联SPI数据、AOI数据和维修数据。关联方式分两种方式（见图1）：①按位号中各焊盘的最大最小值划分数据包（数据包A）;②按位号中各焊盘的加权平均值划分数据包（数据包B）充分利用每个位号的所有数据。

2  基于贝叶斯的阈值估计模型

分析建模主要分为如下几步（其流程见图2）：

①关联SPI与AOI数据，SPI与维修数据，由于AOI无焊盘数据，阈值分析无法进行。作此假设：若AOI或维修数据的某个位号中出现连锡，则认为该连锡是由体积或面积最大的一个焊盘造成;若某个位号中出现少锡，则认为该少锡是由体积或面积中最小的一个焊盘造成;②建立体积、面积阈值与误报率的关系，即阈值区间与误报率的定量关系;③建立体积、面积阈值与AOI检测出连锡率、少锡率的关系，即阈值区间与连锡率、少锡率的定量关系;④绘制阈值区间与缺陷率、阈值区间与误报率关系图，制作阈值区间与质量等级表。

阈值与缺陷率、阈值与告警率的变化关系拟合成函数表达式，求出构建最佳阈值优化模型，借助数学方法求解最佳阈值。其步骤如下：

①阈值与告警率、阈值与缺陷率关系曲线图：绘制出阈值与缺陷率、阈值与告警率变化的关系曲线图;②将关系曲线图分别拟合成函数表达式f1（x）、f2（x）;③建立优化目标函数MinF（x）=f1（x）+f2（x）;④求解目标函数的最优解：

算法实现步骤如下：①区间[a，b]，构造两点x1=a+0.382（b-a），x2=a+0.618（b-a）;②若F（x1）<F（x2），则搜索区间缩小为[a，x2]，b=x2，判断x2-x1<ε是否成立，如果成立转到（4）步，否则返回第（1）步;③若F（x1）？叟F（x2），则搜索区间缩小为[x1，b]，a=x1，判断x2-x1<ε是否成立，如果成立转到第④步，否则返回第①步;④最优解为t=x*=■（x1+x2），目标函数最小值为F（x*）。

3  结论

本文通过用贝叶斯理论对阈值进行估计，得到其估计值，加强锡膏印刷工艺的准确性，提高汽车电子产品表面贴装技术成功率。

参考文献：

[1]刘超.面向SMT的锡膏印刷工艺参数优化方法研究[D].西安：西安电子科技大学，2019.

[2]张于轩.多响应问题的稳健性设计优化研究[D].天津：天津大学，2003.

[3]张尧.激活函数导向的RNN优化算法[D].杭州：浙江大学，2017.