DE102021127194A1

DE102021127194A1 - Messmaschine und verfahren zum aufspüren eines defektes in lötstellen

Info

Publication number: DE102021127194A1
Application number: DE102021127194.0A
Authority: DE
Inventors: Jaime E. Llinas; Saravanan Rathakrishnan; Yanyan Xia; Zelin Wu; Yanli LI; Junhui Li; Jian Miremadi
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2023-02-23
Also published as: US20230059410A1; US11927436B2; CN115753780A

Abstract

Beispielimplementierungen beziehen sich auf ein Inspektionsverfahren zum Trainieren einer Messmaschine zum genauen Messen von Seitenverbindungslängen und zum Erkennen eines Fehlers unter einer Vielzahl von Lötstellen. Das Verfahren umfasst den Empfang von ersten Daten, die die von einer ersten Messmaschine gemessenen Seitenfugenlängen der Vielzahl von Lötstellen darstellen, und von zweiten Daten, die die von einer zweiten Messmaschine gemessenen Seitenfugenlängen darstellen. Ferner umfasst das Verfahren die Bestimmung eines Korrelationswertes auf der Grundlage einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen den ersten Daten und den zweiten Daten. Das Verfahren umfasst ferner die Aktualisierung eines Algorithmus, der von der ersten Messmaschine zur Messung der Seitenfugenlängen verwendet wird, auf der Grundlage des Korrelationswertes, um die Abweichung zwischen den ersten Daten und den zweiten Daten zu verringern. Später wird der aktualisierte Algorithmus als Dimensionsmessgerät in der ersten Messmaschine verwendet, um den Fehler in den Lötstellen zu erkennen.

Description

HINTERGRUND
Ein elektronisches Gerät, z. B. ein Computer, kann elektronische Bauteile und Platinen enthalten, wobei die elektronischen Bauteile in der Regel durch Löten mit den elektronischen Platinen verbunden sind. Die elektronischen Bauteile, z. B. ein Sockel, enthalten in der Regel mehrere Lötanschlüsse, die mit den elektronischen Platinen, z. B. einer gedruckten Schaltung (PCB), verbunden sind, um Strom und Signale dazwischen zu verteilen. Im Allgemeinen wird für die Verbindung des elektronischen Bauteils mit der Elektronikkarte eine Durchkontaktierungs- oder eine Oberflächenmontagetechnik verwendet.
Figurenliste
Verschiedene Beispiele werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen beschrieben.

zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des elektronischen Geräts mit einer elektronischen Komponente und einer elektronischen Platine gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung.
zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Teils des elektronischen Geräts entlang der Linie 1-1' in gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
ist ein Blockdiagramm, das eine Querschnittsansicht eines Teils eines elektronischen Geräts gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung zeigt.
ist ein Blockdiagramm, das eine seitliche Querschnittsansicht einer Lötstelle in der elektronischen Vorrichtung von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
ist ein Blockdiagramm, das eine seitliche Querschnittsansicht einer anderen Lötstelle in der elektronischen Vorrichtung von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Lötstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer Lötstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Trainieren einer Messmaschine zum Messen der Seitenverbindungslängen der Lötstellen gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
zeigt ein Diagramm, das eine Korrelation darstellt, die auf einer statistischen Analyse der Beziehung zwischen einem Satz von ersten und zweiten Daten basiert, die von einer ersten Messmaschine bzw. einer zweiten Messmaschine gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung erhalten wurden.
zeigt ein Diagramm, das eine neue Korrelation darstellt, die auf einer statistischen Analyse der Beziehung zwischen einem anderen Satz von ersten und zweiten Daten basiert, die von einer ersten Messmaschine bzw. einer zweiten Messmaschine gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung erhalten wurden.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erkennung eines Defekts in Lötstellen auf der Grundlage einer gemessenen Seitenfugenlänge der Lötstellen unter Verwendung einer Messmaschine gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
ist ein Blockdiagramm, das eine Messmaschine mit einer Verarbeitungsressource (oder einem Prozessor) darstellt, die betriebsfähig mit einem maschinenlesbaren Medium gekoppelt ist, das ausführbare Programmanweisungen (Algorithmus) zum Erkennen eines Defekts in Lötstellen gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung speichert.

In den Zeichnungen können identische Bezugsnummern ähnliche, aber nicht unbedingt identische Elemente bezeichnen. Eine Indexzahl „N“, die an einige der Bezugszahlen angehängt ist, bezeichnet eine Vielzahl und muss nicht unbedingt für jede Bezugszahl mit einer solchen Indexzahl „N“ die gleiche Menge darstellen. Darüber hinaus kann die Verwendung einer Bezugszahl ohne Indexnummer, auf die an anderer Stelle mit einer Indexnummer Bezug genommen wird, eine allgemeine Bezugnahme auf die entsprechenden pluralen Elemente insgesamt oder einzeln sein. In einem anderen Beispiel kann anstelle der Indexnummer N die Indexnummer „I“, „M“ usw. verwendet werden. Die Abbildungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, und die Größe einiger Teile kann zur besseren Veranschaulichung des gezeigten Beispiels übertrieben sein. Außerdem enthalten die Zeichnungen Beispiele und/oder Ausführungsformen, die mit der Beschreibung übereinstimmen; die Beschreibung ist jedoch nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Beispiele und/oder Ausführungsformen beschränkt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen und in der folgenden Beschreibung dieselben Bezugsnummern verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile hinzuweisen. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nur der Veranschaulichung und Beschreibung dienen. Obwohl in diesem Dokument mehrere Beispiele beschrieben werden, sind Änderungen, Anpassungen und andere Ausführungen möglich. Dementsprechend schränkt die folgende detaillierte Beschreibung die offengelegten Beispiele nicht ein. Stattdessen kann der richtige Umfang der offengelegten Beispiele durch die beigefügten Ansprüche definiert werden.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung von Beispielen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „ein“ und „die“ schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Der hier verwendete Begriff „Mehrzahl“ ist definiert als zwei oder mehr als zwei. Der hier verwendete Begriff „ein weiteres“ ist definiert als mindestens ein zweites oder mehr. Der hier verwendete Begriff „gekoppelt“ bedeutet, sofern nicht anders angegeben, verbunden, sei es direkt ohne zwischengeschaltete Elemente oder indirekt mit mindestens einem zwischengeschalteten Element. Zwei Elemente können mechanisch, elektrisch oder kommunikativ über einen Kommunikationskanal, - weg, -netz oder -system miteinander verbunden sein. Der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf alle möglichen Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente und umfasst diese. Obwohl die Begriffe „erstes“, „zweites“, „drittes“ usw. hier verwendet werden, um verschiedene Elemente zu beschreiben, sollten diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden, da diese Begriffe nur verwendet werden, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden, es sei denn, es wird etwas anderes angegeben oder der Kontext zeigt etwas anderes an. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „beinhaltet“, dass er beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist, der Begriff „einschließlich“ bedeutet, dass er beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist. Der Begriff „basierend auf‟ bedeutet zumindest teilweise basierend auf.
Der hier verwendete Begriff „Lötstelle“ kann sich auf ein thermisch und/oder elektrisch leitendes Verbindungselement beziehen, das zwischen einem Lötanschluss eines elektronischen Bauteils und einer Oberfläche einer elektronischen Leiterplatte gebildet wird. Der Begriff „seitliche Verbindung“ kann sich auf einen Lötstellenabschnitt beziehen, der sich über die Länge eines Lötleitungsfußes erstreckt. Der Begriff „Seitenfugenlänge“ oder „Lötfugenseitenlänge“ kann sich auf die Länge der Lötstelle beziehen, gemessen entlang der Länge des Lötfusses. Der hier verwendete Begriff „dimensionale Messtechnik“ kann sich auf eine Messwissenschaft beziehen, die in einer Messmaschine angewendet wird, indem die Messmaschine kalibriert (oder trainiert) wird, um mindestens eine der folgenden Größen zu bestimmen: physische Größe, Abstand von einem Objekt oder Länge des Objekts/Elements. Der Begriff „Kalibrierung der Messmaschine“ kann sich auf ein Messgerät beziehen, das über einen aktualisierten Algorithmus zur genauen Messung der Seitenfugenlängen der Lötstellen verfügt und die Fehler in den Lötstellen auf der Grundlage der gemessenen Seitenfugenlängen erkennt.
Zur Erläuterung der vorliegenden Offenbarung werden bestimmte Beispiele unter Bezugnahme auf die in den dargestellten Komponenten beschrieben. Die Funktionalität der dargestellten Komponenten kann sich jedoch überschneiden und in einer geringeren oder größeren Anzahl von Elementen und Komponenten vorhanden sein. Darüber hinaus kann die gesamte oder ein Teil der Funktionalität der dargestellten Elemente nebeneinander bestehen oder auf mehrere geografisch verteilte Standorte verteilt sein. Darüber hinaus können die beschriebenen Beispiele in verschiedenen Umgebungen implementiert werden und sind nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Darüber hinaus ist die in den beschriebene Abfolge von Vorgängen ein Beispiel und nicht als Einschränkung zu verstehen. Es können zusätzliche oder weniger Vorgänge oder Kombinationen von Vorgängen verwendet oder variiert werden, ohne dass dies den Rahmen der dargestellten Beispiele sprengen würde. Die vorliegende Offenbarung enthält daher lediglich Beispiele für Implementierungen, und es können viele Variationen und Änderungen an den beschriebenen Beispielen vorgenommen werden. Solche Modifikationen und Variationen sollen in den Anwendungsbereich dieser Offenbarung einbezogen werden und sind durch die folgenden Ansprüche geschützt.
Ein elektronisches Gerät enthält elektronische Bauteile und elektronische Platinen, wobei die elektronischen Bauteile in der Regel durch Löten mit den elektronischen Platinen verbunden sind, um einen zusammenhängenden elektronischen Teil des elektronischen Geräts zu bilden. Bei dem elektronischen Gerät kann es sich beispielsweise um einen Computer handeln, und die elektronischen Bauteile können einen integrierten Schaltkreis-Chip, ein Chip-Gehäuse, einen Chip-Kondensator, einen Sockel oder Ähnliches umfassen. In ähnlicher Weise können die elektronischen Platinen eine gedruckte Schaltung (PCB), ein Substrat, eine Leiterplatte oder ähnliches umfassen, und der miteinander verbundene elektronische Teil kann eine gedruckte Schaltungsbaugruppe (PCA), eine Hauptlogikbaugruppe (MLB) oder ähnliches umfassen.
Eine Verbindungstechnik, wie z. B. eine Durchkontaktierungstechnik, kann verwendet werden, um die elektronischen Komponenten mit den elektronischen Platinen zu verbinden, um den miteinander verbundenen elektronischen Teil der elektronischen Vorrichtung zu bilden. Zum Beispiel kann sich bei der Durchkontaktierungstechnik eine Vielzahl von Lötanschlüssen des elektronischen Bauteils durch eine Vielzahl von Durchgangslöchern in der Elektronikkarte erstrecken, und die Vielzahl von Lötanschlüssen kann dann durch Löten mit der Elektronikkarte verbunden werden.
Aufgrund von Veränderungen in den offenen Standards der Verbindungstechnik kann anstelle der Durchstecktechnik eine Oberflächenmontagetechnik für die Verbindung der elektronischen Bauteile mit den Elektronikkarten verwendet werden. Bei der Oberflächenmontagetechnik kann das elektronische Bauteil beispielsweise direkt auf eine Oberfläche der Elektronikkarte montiert werden, und die Vielzahl der Lötanschlüsse kann durch Löten mit der Oberfläche der Elektronikkarte verbunden werden. Die Oberflächenmontagetechnik kann die folgenden Schritte umfassen: i) Auftragen von Flussmittel, ii) Platzierung des Chips, iii) Aufschmelzen des Lötmittels und iv) Unterfüllungsprozess zur Verbindung des elektronischen Bauteils mit der Oberfläche der Elektronikkarte.
Gelegentlich kann ein Defekt in den Lötstellen des miteinander verbundenen elektronischen Bauteils auftreten, der auf die Verformung der Elektronikplatine während der Aufheiz- und Abkühlzyklen im Löt-Reflow-Prozess der Oberflächenmontagetechnik zurückzuführen ist. Der Defekt kann zum Beispiel eine Einschnürung der Lötstellen zwischen mindestens einigen der Lötleitungen des elektronischen Bauteils und der Elektronikplatine sein. Typischerweise kann die Einschnürung der Lötstellen die Seitenfugenlängen der Lötstellen reduzieren (oder verringern), was zu einem vorzeitigen Reißen der Lötstellen führt. Dementsprechend kann das elektronische Gerät mit solchen miteinander verbundenen elektronischen Bauteilen ausfallen, was zu einer ungeplanten Ausfallzeit einer oder mehrerer Arbeitslasten, die von dem elektronischen Gerät gehostet werden, und zu Kosten im Zusammenhang mit Ersatz und/oder Wartung führt. Daher besteht ein Bedarf an einem Inspektionsverfahren, mit dem fehlerhafte Lötstellen erkannt werden können (d. h. Seitenlötstellenlängen, die nicht den akzeptablen Kriterien entsprechen, wie z. B. vordefinierte Schwellenwerte für Seitenlötstellenlängen), um das fehlerhafte, miteinander verbundene elektronische Bauteil in einer Qualitätstestumgebung auszusondern.
Eine in der Industrie angewandte Prüfmethode zur Erkennung defekter Lötstellen basiert auf dem Urteil des Bedieners. So wird beispielsweise ein Bild der Lötstellen eines elektronischen Bauteils (z. B. von einem Bildverarbeitungsgerät) vom Bediener visuell analysiert, um die fehlerhaften Lötstellen zu identifizieren. Dies ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, da sie ein Bild des elektronischen Bauteils zur visuellen Prüfung verwendet. Diese Methode hängt jedoch von der Ausbildung und dem Wissen des Bedieners ab, um die fehlerhaften Lötstellen zu erkennen. Daher kann die zerstörungsfreie Inspektionsmethode als eine subjektive Inspektionsmethode angesehen werden, der ein objektiver Maßstab zur Identifizierung defekter Lötstellen fehlt. Daher kann die zerstörungsfreie Prüfmethode dazu führen, dass fehlerhafte Lötstellen die Qualitätsprüfungsumgebung umgehen.
Eine andere in der Industrie angewandte Prüfmethode verwendet ein optisches Mikroskop zur Erkennung defekter Lötstellen. Zum Beispiel wird mindestens ein elektronisches Musterteil so zerlegt, dass ein Querschnitt der Lötstellen in dem elektronischen Musterteil mit Hilfe des Lichtmikroskops untersucht werden kann, um die fehlerhaften Lötstellen zu identifizieren. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein zerstörendes Prüfverfahren, da es erfordert, dass das elektronische Bauteil so zerlegt wird, dass die Lötstellen sichtbar sind, um die Länge der Lötstellen mit Hilfe des Lichtmikroskops zu messen. Daher kann diese Methode einen objektiven Maßstab für die Identifizierung fehlerhafter Lötstellen liefern und verhindern, dass fehlerhafte Lötstellen die Qualitätsprüfungsumgebung umgehen. Die zerstörende Inspektionsmethode, die zur Erkennung defekter Lötstellen verwendet wird, ist jedoch keine praktikable Inspektionsmethode, da dieser Ansatz aufgrund der Probenauswahl unzuverlässig und kostspielig ist, da die Vielzahl der miteinander verbundenen elektronischen Teile jedes Mal für die Inspektion zerlegt werden muss. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem zerstörungsfreien, praktikablen Prüfverfahren, das die Möglichkeit bietet, defekte Lötstellen objektiv zu erkennen.
Eine praktikable technische Lösung für die oben genannten Probleme besteht darin, eine Messmaschine (z. B. ein Röntgengerät) so zu trainieren, dass sie die Seitenfugenlängen von Lötstellen genau messen kann, und fehlerhafte Lötstellen anhand der gemessenen Seitenfugenlängen zu erkennen. Mit anderen Worten: Die Messmaschine wird zunächst darauf trainiert, die Seitenfugenlängen tatsächlicher Lötstellen anhand von Trainingsdaten genau zu messen. In einem oder mehreren Beispielen stellen die Trainingsdaten die von einem anderen Messgerät (z. B. Lichtmikroskopie) gemessenen Seitenfugenlängen dar. Beispielsweise kann die optische Mikroskopie einen Querschnitt von Lötstellen analysieren, um die Seitenfugenlängen einer Reihe von Lötstellen präzise zu messen und die Trainingsdaten zu erzeugen. So können die Trainingsdaten als Benchmark oder Referenzdaten für das Training des Röntgengeräts zur genauen Messung der Seitenlängen der Lötstellen dienen. Später wird das Röntgengerät zur Erkennung fehlerhafter Lötstellen eingesetzt, indem die gemessene Seitenfugenlänge jeder Lötstelle mit einem vordefinierten Schwellenwert für die Seitenfugenlänge verglichen wird.
In einem oder mehreren Beispielen wird das Röntgengerät auf der Grundlage einer Analyse eines Korrelationswertes trainiert, der durch eine statistische Analyse der Beziehung zwischen den ersten vom Röntgengerät erhaltenen Daten und den zweiten von der optischen Mikroskopie erhaltenen Daten ermittelt wird. In einigen Beispielen kann das Training des Röntgengeräts die Aktualisierung eines vom Röntgengerät verwendeten Algorithmus umfassen, um die Seitenfugenlängen der Lötstellen genau zu messen. In einigen Beispielen wird nach der Analyse des Korrekturwerts, wenn festgestellt wird, dass der Korrekturwert außerhalb eines vordefinierten Werts liegt (d. h. gleich oder niedriger), der im Röntgengerät verwendete Algorithmus auf der Grundlage der zweiten Daten aktualisiert, um die Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten zu verringern. In einigen anderen Beispielen wird nach der Analyse des Korrekturwerts, wenn festgestellt wird, dass der Korrekturwert innerhalb (d. h. oberhalb) des vordefinierten Werts liegt, ein neuer Korrekturwert auf der Grundlage der statistischen Analyse der Beziehung zwischen einem weiteren Satz erster und zweiter Daten ermittelt. Wenn nach der Analyse des neuen Korrelationswertes festgestellt wird, dass der neue Korrekturwert außerhalb des vordefinierten Wertes liegt, kann in solchen Beispielen der im Röntgengerät verwendete Algorithmus auf der Grundlage der zweiten Daten im anderen Satz der ersten und zweiten Daten weiter aktualisiert werden, um die Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten zu verringern. Wenn jedoch nach der Analyse des neuen Korrelationswertes festgestellt wird, dass der neue Korrekturwert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt, kann der Algorithmus mit der vordefinierten Schwellenwert-Seitenfugenlänge aktualisiert werden. Auf diese Weise wird der aktualisierte Algorithmus in die Lage versetzt, den Defekt unter den Lötstellen auf der Grundlage eines Vergleichs der gemessenen Seitenfugenlänge jeder Lötstelle mit der vordefinierten Schwellenwert-Seitenfugenlänge zu erkennen.
In einem oder mehreren Beispielen kann das Röntgengerät mit dem aktualisierten Algorithmus in einer Qualitätsprüfungsumgebung eingesetzt werden, um die fehlerhaften Lötstellen zu erkennen. Zum Beispiel kann das Röntgengerät mindestens ein Qualitätsmerkmal der Lötstelle zerstörungsfrei erfassen und das mindestens eine Qualitätsmerkmal analysieren, um die Seitenfugenlänge der Lötstelle zu messen. In solchen Beispielen kann das Röntgengerät auf der Grundlage des Vergleichs der gemessenen Seitenfugenlänge der Lötstelle mit einem vordefinierten Schwellenwert für die Seitenfugenlänge bestimmen, ob ein Warnsignal erzeugt werden soll, das auf den in der Lötstelle festgestellten Fehler hinweist. In einem oder mehreren Beispielen wird die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge auf der Grundlage einer Analyse von Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite des Lötanschlusses bestimmt.
Dementsprechend beschreibt die vorliegende Offenbarung Beispielimplementierungen eines Inspektionsverfahrens für i) das Trainieren einer Messmaschine, um die Seitenverbindungslängen einer Vielzahl von Lötstellen genau zu messen, und ii) das Erkennen eines Fehlers unter der Vielzahl von Lötstellen auf der Grundlage der gemessenen Seitenverbindungslängen durch die Messmaschine. In einem oder mehreren Beispielen umfasst das Verfahren das Empfangen erster Daten, die die von einer ersten Messmaschine gemessenen Seitenverbindungslängen der Vielzahl von Lötstellen darstellen, wobei die Vielzahl von Lötstellen zwischen einem elektronischen Bauteil (z.B. einem Sockel oder insbesondere einem Speichersockel) und einer elektronischen Platine (z.B. einer Leiterplatte) gebildet wird, um ein miteinander verbundenes elektronisches Teil einer elektronischen Vorrichtung zu bilden. Das Verfahren umfasst ferner den Empfang zweiter Daten, die die von einer zweiten Messmaschine gemessenen Seitenverbindungslängen der Vielzahl von Lötstellen darstellen. Ferner umfasst das Verfahren die Bestimmung eines Korrelationswertes auf der Grundlage einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten. Das Verfahren umfasst ferner das Trainieren der ersten Messmaschine durch Aktualisieren eines Algorithmus, der von der ersten Messmaschine zum Messen der Seitenfugenlängen verwendet wird, auf der Grundlage der Analyse des Korrelationswertes, um die Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten zu verringern. In einem oder mehreren Beispielen kann der Algorithmus als Dimensionsmessung in der ersten Messmaschine implementiert werden, um den Defekt unter der Vielzahl von Lötstellen zu erkennen.
zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts 100 mit einem oder mehreren elektronischen Modulen, wie z. B. einer elektronischen Komponente 102 und einer elektronischen Platine 104. In einigen Beispielen kann das elektronische Gerät 100 ein Computer, eine Workstation, ein Server oder ähnliches sein, das elektronische Bauteil 102 kann einen integrierten Schaltungschip, ein Chip-Gehäuse, einen Chip-Kondensator, einen Sockel oder ähnliches umfassen, und die elektronische Platine 104 kann eine gedruckte Schaltung (PCB), ein Substrat, eine Leiterplatte oder ähnliches umfassen. In dem in dargestellten Beispiel ist das elektronische Gerät 100 das Rechengerät 100A, die elektronische Komponente 102 ist der Sockel 102A und die elektronische Platine 104 ist die Leiterplatte 104A. In einigen Beispielen kann der Sockel 102A ein Sockel mit doppelter Datenrate (DDRx) sein (oder der Speichersockel) und die Leiterplatte 104A kann eine Hauptlogikkarte sein. In einem oder mehreren Beispielen wird der Sockel 102A auf eine Oberfläche der Leiterplatte 104A montiert und mit der Leiterplatte 104A durch Löten 106 verbunden (wie in gezeigt).
Das elektronische Gerät 100 kann zusätzlich ein oder mehrere andere elektronische Module enthalten, wie z. B. einen Prozessor (nicht dargestellt), der mit einem Speichersystem des Computergeräts 100A verbunden ist, und eine oder mehrere Stromquellen (nicht dargestellt), die über die Leiterplatte 104A mit dem Speichersystem verbunden sind. In solchen Beispielen kann der Sockel 102A Teil des Speichersystems sein, das Daten für das Computergerät 100A speichert. Die Stromquelle kann elektrisch mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte 104A verbunden sein, die den Sockel 102A mit Strom versorgen. In einigen Beispielen kann das Speichersystem eine Schaltungskarte (nicht dargestellt) enthalten, die über den Sockel 102A mit der Leiterplatte 104A verbunden ist. Die Schaltkreiskarte kann ein SDRAM-Modul (Synchronous Dynamic Random Access Memory) oder ein DIMM-Modul (Dual In-line Memory Module) sein. Im gezeigten Beispiel ist der Sockel 102A so konfiguriert, dass er die Schaltungskarte aufnimmt, um das Speichersystem zu bilden, und die Schaltungskarte in einem rechten Winkel zur Leiterplatte 104A ausrichtet. In einigen Beispielen sind der Sockel 102A und die Schaltungskarte elektrisch mit einem oder mehreren Datengeräten (nicht dargestellt) verbunden, um Daten an diese zu senden und/oder von diesen zu empfangen. In solchen Beispielen kann die Schaltungskarte Daten speichern, die von den Datengeräten erzeugt werden, und/oder gespeicherte Daten an die Datengeräte senden.
Der Sockel 102A umfasst ein Gehäuse 108 mit einem Basisende 110, das auf der Leiterplatte 104A montiert ist, und einem Gegenende 112, das im Allgemeinen dem Basisende 110 gegenüberliegt, um mit der Leiterplatte verbunden zu werden. Das Gehäuse 108 umfasst einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 114 am Anschlussende 112 zur Aufnahme der Leiterplatte und eine Vielzahl von Lötanschlüssen 116 am Basisende 110 zur Verbindung mit der Leiterplatte 104A durch Löten 106. In einigen Beispielen umfasst der Sockel 102A ferner ein Paar von Verriegelungen 118, die an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 108 angeordnet sind, wobei das Paar von Verriegelungen 118 so konfiguriert ist, dass es sich nach außen biegt, um die Schaltungskarte aufzunehmen, und sich nach innen biegt, um die Schaltungskarte innerhalb des Sockels 102A zu halten. Die Vielzahl von Lötanschlüssen 116 kann Strom und Signale von der Leiterplatte 104A zur Schaltungskarte und umgekehrt übertragen. In einigen Beispielen weist der Sockel 102A eine Anzahl von „288“ Lötleitungen 116 auf, die entlang von „2“ Reihen angeordnet sind, die parallel zueinander seitlich 10 entlang einer Breite des Gehäuses 108 angeordnet sind. Mit anderen Worten, jede Reihe hat eine Anzahl von 144" Lötanschlüssen 116, die in Längsrichtung 20 entlang der Länge des Gehäuses 108 angeordnet sind. In solchen Beispielen sind die ersten Lötdrähte „P1“, „P145“ der Vielzahl von Lötdrähten 116 in jeder Reihe seitlich einander gegenüber angeordnet, und die letzten Lötdrähte „P144“, „P288“ in jeder Reihe sind ebenfalls seitlich 10 einander gegenüber angeordnet. Wie hier verwendet, kann sich der Begriff „seitlich“ auf eine Richtung beziehen, die senkrecht zu einer Richtung ist, entlang der die Schaltungskarte in den Schlitz 114 des Sockels 102A eingeführt wird. Ebenso kann sich der Begriff „in Längsrichtung“ auf eine Richtung beziehen, die parallel zu der Richtung verläuft, in der die Schaltungskarte in den Steckplatz 114 des Sockels 102A eingeführt wird.
ist eine seitliche Querschnittsansicht des Teils der elektronischen Vorrichtung 100, die entlang der Linie 1-1' in aufgenommen wurde. Die seitliche Querschnittsansicht ist beispielsweise so aufgenommen, dass die ersten Lötanschlüsse „P1“, „P145“ der Vielzahl von Lötanschlüssen 116 in dargestellt sind. In einem oder mehreren Beispielen wird eine Lötstelle 106 zwischen jeder der mehreren Lötleitungen 116 und einem entsprechenden Pad 120 in der Leiterplatte 104A gebildet, um den Sockel 102A mit der Leiterplatte 104A zu verbinden. Beispielsweise sind die ersten Lötleitungen „P1“, „P145“ mit den Pads 120A bzw. 120B in der Leiterplatte 104A über entsprechende Lötstellen 106A, 106B verbunden. In einem oder mehreren Beispielen wird eine Oberflächenmontagetechnologie verwendet, um den Sockel 102A mit der Leiterplatte 104A zu verbinden. Wie oben beschrieben, kann die Oberflächenmontagetechnik typischerweise die folgenden Schritte zum Verbinden (d. h. Löten) des Sockels 102A mit der Leiterplatte 104A umfassen, z. B. i) Auftragen von Flussmittel, ii) Platzierung der Chips, iii) Aufschmelzen des Lots und iv) Verarbeitung von Unterfüllungen. Da es sich bei der Oberflächenmontagetechnik um eine Industriestandardmethode zur Verbindung der elektronischen Module handelt, wird sie hier nicht näher erläutert. In einigen Beispielen bilden die einander gegenüberliegenden Lötanschlüsse der Vielzahl von Lötanschlüssen 116 (z. B. die ersten Lötanschlüsse „P1“, „P145“ usw.) einen flügelförmigen Lötanschluss des Sockels 102A. Darüber hinaus hat jede Lötleitung der Vielzahl von Lötleitungen 116 einen Fuß 122 und einen mit dem Fuß 122 verbundenen Körper 124. In solchen Beispielen hat der Fuß 122 eine flache Struktur oder ist eine flache, flügelförmige Lötleitung. In einem oder mehreren Beispielen wird jede Lötstelle 106 zwischen dem Fuß 122 der jeweiligen Lötleitung 116 und dem Pad 120 auf der Leiterplatte gebildet, das der jeweiligen Lötleitung entspricht.
ist ein Blockdiagramm, das eine Querschnittsansicht eines Teils eines elektronischen Geräts 100 gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die in gezeigte Querschnittsvorderseite des elektronischen Geräts 100 kann einer Querschnittsvorderseite des elektronischen Geräts 100 ähneln, wenn sie entlang der Linie 2-2' in aufgenommen wird. Wie hierin erörtert, kann das elektronische Gerät 100 ein Computergerät 100A sein, die elektronische Komponente 102 kann ein Sockel 102A sein, und die elektronische Karte 104 kann eine Leiterplatte 104A sein. In solchen Beispielen kann der Sockel 102A mit der Leiterplatte 104A über die Lötstellen 106A verbunden sein.
In dem in dargestellten Beispiel sind einige der Lötstellen 106A aufgrund des Verzugs der Leiterplatte 104A während der Aufheiz- und Abkühlzyklen im Löt-Reflow-Prozess der Oberflächenmontagetechnik defekt. Der Defekt kann eine Einschnürung der Lötstellen 106A zwischen mindestens einigen der Lötanschlüsse 116 des Sockels 102A und der Leiterplatte 104A sein. Zum Beispiel kann eine Lötstelle 106A1, die zwischen der ersten Lötleitung „P1“ der Vielzahl von Lötleitungen 116 und dem ersten Pad 120A1 der Leiterplatte 104A gebildet wird, und eine Lötstelle 106A144, die zwischen der letzten Lötleitung „P144“ und dem letzten Pad 120A144 der Leiterplatte 104A gebildet wird, verlängert (eingeengt) sein. Typischerweise kann die Einschnürung (oder Verlängerung) der Lötstellen 106A1 (oder 106A144) die Lötstellen-Seitenlänge oder Seitenfugenlänge „dim-D1“ (wie in gezeigt) oder „dim-D144“ reduzieren oder verringern, was zu einem vorzeitigen Reißen der Lötstellen 106A, 106B führt. Eine im Wesentlichen mittige Lötstelle 106A78 (oder 106A79), die zwischen einem im Wesentlichen mittigen Lötdraht „P78“ (oder „P79“) und einem im Wesentlichen mittigen Lötauge 120A78 (oder 120A79) der Leiterplatte 104A gebildet wird, kann jedoch den Defekt nicht aufweisen (d.h. sie ist nicht verlängert (oder verengt)). Daher können die Lötstellen 106A78 oder 106A79 geeignete Seitenfugenlängen „dim-D78“ oder „dim-D79“ haben (wie in gezeigt).
ist ein Blockdiagramm, das eine seitliche Querschnittsansicht einer Lötstelle 106A, z.B. der ersten Lötstelle 106A1 in der elektronischen Vorrichtung 100 von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt. Im Beispiel von ist die Lötstelle 106A1 langgestreckt (eingeschnürt), was dazu führt, dass eine seitliche Verbindungslänge „dim-D1“ bei einer radialen Verbindungslänge „_L1“ dort zwischen dem Pad 120A1 und dem ersten Anschluss „P1“ gebildet wird. Wie in gezeigt, hat die Seitenfugenlänge „dim-D1“ eine reduzierte oder verringerte Dicke in der Mitte der Lötstelle 106A1, wodurch die Lötstelle 106A1 vorzeitig reißt. Daher kann die Lötstelle 106A1 mit der verringerten Seitenfugenlänge „dim-D1“ als fehlerhafte Lötstelle eingestuft werden.
ist ein Blockdiagramm, das eine seitliche Querschnittsansicht einer anderen Lötstelle 106, z.B. der mittleren Lötstelle 106A78 in der elektronischen Vorrichtung 100 von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt. Im Beispiel von hat die Lötstelle 106A78 eine seitliche Fugenlänge „dim-D78“, die bei einer radialen Fugenlänge „L78“ zwischen dem Pad 120A78 und dem mittleren Anschluss „P78“ gebildet wird. Die Seitenfugenlänge „dim-D78“ hat eine wesentlich größere Dicke als die Seitenfugenlänge „dim-D1“, und die radiale Fugenlänge „L78“ ist wesentlich kleiner als die radiale Fugenlänge „L78“, wodurch die Lötstelle 106A78 eine wesentlich bessere Bindung/Kopplung mit der Leiterplatte 104A aufweist. Daher kann die Lötstelle 106A78 mit der seitlichen Fugenlänge „dim-D78“ als eine nicht defekte Lötstelle eingestuft werden.
Wie oben beschrieben, kann das Urteil des Bedieners als zerstörungsfreie Prüfmethode verwendet werden, um die oben genannten Zustände (d.h. defekte und/oder nicht defekte Lötstellen) zu erkennen. Diese zerstörungsfreie Inspektionsmethode hängt von der Ausbildung und dem Wissen des Bedieners ab, um defekte Lötstellen, wie die Lötstellen 106A1, 106A144, und/oder nicht defekte Lötstellen, wie 106A78, zu erkennen. Infolgedessen ist das Urteil des Bedieners subjektiv und es fehlt ein objektiver Maßstab, der es den fehlerhaften Lötstellen 106A1, 106A144 ermöglichen könnte, die Qualitätsprüfungsumgebung zu umgehen. Wie bereits erwähnt, kann eine andere Prüfmethode ein optisches Mikroskop zur Erkennung defekter Lötstellen verwenden. Die optische Mikroskopie verwendet jedoch ein zerstörendes Prüfverfahren zur Erkennung von Defekten. In Bezug auf kann das elektronische Gerät 100 beispielsweise so zerlegt werden, dass ein Querschnitt der Lötstelle 106A1, wie in gezeigt, mit dem Lichtmikroskop gemessen werden kann, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ (und/oder „dim-D78“ und/oder „dim-D144“) genau zu bestimmen. Später können die gemessenen Seitenfugenlängen „dim-D1“ (und/oder „dim-D78" und/oder „dim-D78“) analysiert werden, um die fehlerhafte Lötstelle 106A1 zu identifizieren. Somit kann diese zerstörende Prüfmethode eine objektive Metrik zur Identifizierung der fehlerhaften Lötstelle liefern, um zu verhindern, dass die fehlerhaften Lötstellen 106 die Qualitätsprüfungsumgebung umgehen. Die zerstörende Inspektionsmethode zur Messung der Seitenfugenlängen „dim-D“ und zur Erkennung der defekten Lötstellen 106 auf der Grundlage der gemessenen Seitenfugenlängen „dim-D“ ist jedoch keine praktikable Inspektionsmethode, da sie das Zerlegen des elektronischen Geräts 100 zur Messung der Seitenfugenlängen „dim-D“ erfordert.
Dementsprechend wird in einigen Beispielen der vorliegenden Offenlegung ein Messgerät, z. B. ein Röntgengerät, das auf einem zerstörungsfreien Prüfverfahren basiert, darauf trainiert, die Seitenfugenlänge „dim-D1“ der Lötstellen 106 genau zu messen. In einigen Beispielen wird das Röntgengerät auf der Grundlage der Messdaten der optischen Mikroskopie trainiert, um die Seitenfugenlänge „dim-D1“ (durch die optische Mikroskopie) der Lötstellen 106 genau zu messen. In solchen Beispielen können die von der optischen Mikroskopie erhaltenen Messdaten der Seitenfugenlängen „dim-D2“ als Benchmark oder Referenzdaten für das Training des Röntgengeräts zur genauen Messung der Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstellen dienen. In einem oder mehreren Beispielen kann das Röntgengerät, nachdem es trainiert wurde, dazu verwendet werden, fehlerhafte Lötstellen 106 auf der Grundlage eines Vergleichs der gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ (durch das Röntgengerät) mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ (dargestellt in zu erkennen. Das Verfahren zum Trainieren des Röntgengeräts zur Messung der Seitenfugenlängen „dim-D1“ und zur Erkennung der fehlerhaften Lötstellen wird im Folgenden näher erläutert.
ist eine perspektivische Seitenansicht einer Lötstelle 106, die zwischen einem Lötanschluss 116 und einem Pad 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. ist eine perspektivische Vorderansicht einer Lötstelle 106, die zwischen einem Lötanschluss 116 und dem Pad 120 gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. In einigen Beispielen kann die Lötfahne 116 zum Beispiel eine mittlere Lötfahne „P78“ sein, und die Lötstelle „106“ kann zum Beispiel eine mittlere Lötstelle „10678“ sein. Wie oben beschrieben, hat die Lötfahne 116 einen Fuß 122 und einen Körper 124, der den Fuß 122 verbindet. Der Fuß 122 hat eine flache Struktur oder eine flache Flügellötfahne. In einigen Beispielen hat der Fuß 122 eine Länge „L“ und eine Breite „W“, die durch direkte Messungen und/oder Querschnitte einer zufällig ausgewählten Untergruppe von Steckdosen 102A aus derselben Charge, die in einer Korrelationsstudie verwendet wurden, ermittelt werden können (wie weiter unten im Detail beschrieben).
In einem oder mehreren Beispielen wird die Lötstelle 106 zwischen dem Fuß 122 und dem Pad 120 gebildet. In solchen Beispielen hat die Lötstelle 106 eine Seitenfugenlänge „dim-D“, die sich entlang der Länge „L“ des Fußes 122 erstreckt. In solchen Beispielen ist die Messmaschine darauf trainiert, die Seitenfugenlänge „dim-D“ der Lötstelle 106 genau zu messen.
In einem oder mehreren Beispielen wird eine vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ auf der Grundlage von Rohmaterialmessungen der Fußlänge „L“ und der Anschlussbreite „W“ jedes der mehreren Lötanschlüsse 116 bestimmt. In solchen Beispielen kann die vordefinierte Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ als Vergleichskriterium dienen, um zu entscheiden, ob eine bestimmte Lötstelle akzeptabel (d. h. nicht defekt) oder nicht akzeptabel (d. h. defekt) ist. Mit anderen Worten, die Länge der Seitenfuge einer bestimmten Lötstelle kann mit den Kriterien verglichen werden, die durch den Schwellenwert für die Seitenfugenlänge festgelegt wurden, um zu bestimmen, ob eine bestimmte Lötstelle fehlerhaft oder nicht fehlerhaft ist. In einigen Beispielen entspricht die ermittelte vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ den Anforderungen der IPC-A-610-Norm (Institute for Printed Circuits) für gedruckte Lötstellen (d.h. sie ist akzeptabel). Es sei darauf hingewiesen, dass „IPC-A-610“ eine Zertifizierung auf individueller Ebene ist, die auf einer vom IPC veröffentlichten Norm mit dem Titel „Acceptability of Electronic Assemblies“ basiert. In einem oder mehreren Beispielen gibt die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ an, dass die Seitenfugenlänge einer bestimmten Lötstelle größer oder gleich der dreifachen Anschlussbreite „3W“ des dieser bestimmten Lötstelle entsprechenden Lötanschlusses sein sollte, um eine fehlerfreie Lötstelle zu erhalten. So kann beispielsweise eine Lötstelle mit einer Seitenfugenlänge von 3,5 W, 4 W oder 4,25 W als fehlerfreie Lötstelle angesehen werden. Eine Lötstelle mit einer Seitenlänge von 2,8 W, 2,5 W oder 2 W kann jedoch als fehlerhafte Lötstelle angesehen werden. In einigen anderen Beispielen gibt die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ an, dass die Seitenfugenlänge einer bestimmten Lötstelle größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge „L“ der Lötfahne 116, die dieser bestimmten Lötstelle entspricht, sein sollte, um eine nicht defekte Lötstelle zu erhalten. Beispielsweise kann die Lötstelle, deren Seitenfugenlänge 78 %, 80 % oder 85 % der Fußlänge „L“ beträgt, als nicht defekte Lötstelle angesehen werden. Die Lötstelle mit einer Seitenlänge von 73 %, 67 % oder 60 % der Fußlänge „L“ kann jedoch als fehlerhafte Lötstelle angesehen werden.
In einigen Beispielen werden die Fußlänge „L“ und die Anschlussbreite „W“ jedes der mehreren Lötanschlüsse 116 gemessen, um die vordefinierte Schwellen-Seitenverbindungslänge „dim-D3“ zu bestimmen. Beispielsweise werden die Fußlänge „L“ und die Anschlussbreite „W“ der mehreren Lötanschlüsse, die aus mehreren Chargen (und von mehreren Anbietern) stammen, gemessen, um eine durchschnittliche Fußlänge „AL“ und eine durchschnittliche Anschlussbreite „AW“ des Lötanschlusses 116 zu bestimmen. Anschließend wird die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ auf der Grundlage der durchschnittlichen Fußlänge „AL“ und der durchschnittlichen Anschlussbreite „AW“ des Lötdrahtes 116 bestimmt. In solchen Beispielen kann die vordefinierte Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ als Vergleichskriterium dienen, um zu entscheiden, ob eine bestimmte Lötstelle akzeptabel (d.h. nicht defekt) oder nicht akzeptabel (d.h. defekt) ist.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 400 zum Trainieren einer Messmaschine (oder einer ersten Messmaschine) zum Messen von Seitenfugenlängen von Lötstellen gemäß einer Beispielimplementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt. Es ist zu beachten, dass das Verfahren 400 in Verbindung mit den 1A-1B, 2A-2C und 3A-3B beschrieben wird. In einigen Beispielen handelt es sich bei der ersten Messmaschine um ein Röntgengerät, z. B. ein 3-dimensionales oder 5-dimensionales Röntgengerät.
In einem oder mehreren Beispielen wird eine Vielzahl der hier besprochenen Schritte von einem Computersystem durchgeführt. In einigen Beispielen kann das Computersystem eine Verarbeitungsressource, ein maschinenlesbares Medium, das ausführbare Programmanweisungen speichert, und einen Speicher umfassen. Bei der Verarbeitungsressource kann es sich um einen physischen Prozessor handeln. In einigen Beispielen kann es sich bei dem physischen Prozessor um einen Mikroprozessor handeln, der für die Durchführung der in beschriebenen Funktionen geeignet ist. In einigen Beispielen ist das maschinenlesbare Medium nicht-transitory und wird alternativ als nicht-transitory maschinenlesbares Medium bezeichnet. Die Verarbeitungsressource kann eine oder mehrere Programmanweisungen (z. B. ausführbare Programmanweisungen der Verarbeitungsressource) ausführen, um eine oder mehrere der in beschriebenen Funktionen auszuführen. Der Speicher kann einen Algorithmus speichern, der von der ersten Messmaschine (d.h. dem Röntgengerät) verwendet werden kann, um die Seitenfugenlängen „dim-D“ zu messen. In solchen Beispielen kann, nachdem das Röntgengerät auf die Messung der Seitenfugenlängen trainiert wurde, ein aktualisierter Algorithmus (d.h. basierend auf dem Training) in das erste Messgerät implementiert werden, um Defekte unter einer Vielzahl von Lötstellen zu erkennen, wie in den 6-7 näher erläutert.
Das Verfahren 400 beginnt in Block 402 und setzt sich bis Block 404 fort. In Block 404 umfasst das Verfahren 400 den Empfang erster Daten, die die Seitenverbindungslängen „dim-D1“ einer Vielzahl von Lötstellen darstellen, die von der ersten Messmaschine gemessen wurden. Wie hierin beschrieben, kann die Vielzahl von Lötstellen zwischen einer Lötleitung in einem elektronischen Bauteil und einer elektronischen Platine unter Verwendung einer Oberflächenmontagetechnologie gebildet werden, um ein miteinander verbundenes elektronisches Teil des elektronischen Geräts zu bilden.
In einigen Beispielen kann das Computersystem die ersten Daten empfangen, nachdem die erste Messmaschine die folgenden Teilschritte durchgeführt hat: a) Messen der Seitenfugenlängen der Lötstelle, b) Erzeugen der ersten Daten, die die Seitenfugenlängen darstellen, und c) Übermitteln der gemessenen Seitenfugenlängen an das Computersystem. Dementsprechend kann die erste Messmaschine (oder das Röntgengerät) auch einen Prozessor enthalten, der eine oder mehrere ausführbare Programmanweisungen gemäß einem in einem maschinenlesbaren Medium der ersten Messmaschine gespeicherten Algorithmus ausführt, um die vorgenannten Teilschritte durchzuführen.
In einigen Beispielen kann ein elektronisches Musterteil des elektronischen Geräts, das eine Vielzahl von Lötstellen aufweist, um den Sockel mit der Leiterplatte zu verbinden, aus einer Charge von elektronischen Musterteilen ausgewählt werden. In solchen Beispielen kann das elektronische Musterteil einer Prüfung mit der ersten Messmaschine unterzogen werden, um die Seitenverbindungslängen „dim-D1“ zu messen. Während der Inspektion kann die erste Messmaschine einen Prozessor enthalten, der einen Algorithmus ausführen kann, um zunächst mindestens ein Qualitätsmerkmal der Lötstelle zu erkennen und das mindestens eine Qualitätsmerkmal zu analysieren, um die Seitenfugenlänge „dim-D1“ der Lötstelle zu messen. Das mindestens eine Qualitätsmerkmal kann Grauwertgradienten und/oder mittlere Grauwerte umfassen, die von der ersten Messmaschine in einem Inspektionsbereich, wie z. B. der Lötstelle in dem elektronischen Musterteil, ermittelt werden können. Der Prozessor der ersten Messmaschine kann ferner den Algorithmus ausführen, um später die Grauwertgradienten und/oder die mittleren Grauwerte zu analysieren, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Vielzahl von Lötstellen zu messen. In einigen Beispielen kann die erste Messmaschine eine Bildanalysesoftware verwenden, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ aus den Grauwertverläufen und/oder den mittleren Grauwerten zu bestimmen. Die erste Messmaschine kann dann die ersten Daten erzeugen, die die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstellen darstellen. Später kann die erste Messmaschine die ersten Daten an das Rechensystem übermitteln. In einigen Beispielen kann die Übertragung der Daten in einem Online-Modus, d.h. über ein Netzwerk, oder in einem Offline-Modus, d.h. über ein Flash-Laufwerk o.ä., erfolgen.
Das Verfahren 400 wird mit einem Schritt 406 fortgesetzt. In Schritt 406 umfasst das Verfahren 400 den Empfang zweiter Daten, die die von einer zweiten Messmaschine gemessenen Seitenfugenlängen „dim-D2“ der Vielzahl von Lötstellen darstellen. In einigen Beispielen kann das zweite Messgerät ein optisches Gerät sein, wie z.B. ein optisches Mikroskop. Wie bereits erwähnt, kann die optische Mikroskopie eine Querschnittsanalyse der Vielzahl von Lötstellen in demselben zusammenhängenden Musterteil durchführen, das von der ersten Messmaschine zur Erzeugung der ersten Daten verwendet wurde, um die zweiten Daten zu erzeugen. Mit anderen Worten, die zweiten Daten werden auf der Grundlage eines zerstörenden Verfahrens erzeugt, bei dem das von der ersten Messmaschine geprüfte elektronische Musterteil so zerlegt wird, dass der Querschnitt der Lötstellen mit Hilfe der optischen Mikroskopie untersucht werden kann, um die Seitenverbindungslängen „dim-D2“ zu messen. Die zweite Messmaschine kann dann die zweiten Daten erzeugen, die die Seitenfugenlängen „dim-D2“ der Lötstelle darstellen. Später kann die zweite Messmaschine die zweiten Daten an das Computersystem übermitteln. In einigen Beispielen kann die Übertragung der Daten im Online-Modus, d.h. über das Netzwerk, oder im Offline-Modus, d.h. über das Flash-Laufwerk, erfolgen. In einem oder mehreren Beispielen können die zweiten Daten als Benchmark- oder Referenzdaten für das Training der ersten Messmaschine zur genauen Messung der Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstellen dienen. Das Verfahren 400 wird mit Block 408 fortgesetzt.
In Block 408 umfasst das Verfahren 400 die Bestimmung eines Korrelationswertes auf der Grundlage einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten. In einem oder mehreren Beispielen ist die Korrektur eine statistische Analyse, die das Ausmaß misst, in dem sich zwei Daten (d. h. die ersten und zweiten Daten) in Bezug zueinander bewegen. In (parallel zu ) ist ein Diagramm 500 dargestellt, das eine Korrelation auf der Grundlage einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten darstellt. Die ersten Daten, die die Seitenfugenlängen „dim-D1“ darstellen, werden in Bezug auf eine y-Achse 502 im Diagramm 500 aufgetragen, und die zweiten Daten, die die Seitenfugenlängen „dim-D2“ darstellen, werden in Bezug auf eine x-Achse 504 im Diagramm 500 aufgetragen, um die statistische Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten zu messen. In einem oder mehreren Beispielen kann der Korrekturwert ein Korrelationskoeffizient und/oder ein Bestimmungskoeffizient sein.
In einigen Beispielen wird der Wert des Korrelationskoeffizienten (CC) verwendet, um zu messen, wie stark die Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten ist. Mit anderen Worten, der CC-Wert kann dazu verwendet werden, die Stärke der linearen Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten zu messen. In einigen Beispielen kann eine Pearson-Korrelation, wie z. B. Minitab, verwendet werden, um den CC-Wert auf der Grundlage der ersten und zweiten Daten zu bestimmen. In solchen Beispielen kann der CC-Wert zwischen „-1“ und „1“ liegen, wobei der negative Wert „-1“ für eine starke negative Beziehung und der positive Wert „1“ für eine starke positive Beziehung steht. Insbesondere, wenn der CC-Wert zwischen „-0,65“ und „0,65“ liegt, deutet dies auf eine bedeutsame Korrelation zwischen den ersten und zweiten Daten hin. Insbesondere der CC-Wert, der über „0,65“ liegt (und in der Nähe von „1“ liegen kann), wird als vordefinierter Korrelationskoeffizientenbereich (oder vordefinierter Wert) eingestuft, der auf eine sinnvolle oder starke Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten oder auf eine verringerte Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten oder auf eine verringerte Abweichung der ersten Daten in Bezug auf die zweiten Daten hindeutet. Wiederum Bezug nehmend auf sind die Seitenfugenlängen „dim-D1“ und „dim-D2“ im Diagramm 500 gestreut, so dass der CC-Wert auf der Grundlage der ersten und zweiten Daten auf etwa „0,0209“ festgelegt wird. Mit anderen Worten, der CC-Wert von „0,0209“ zeigt an, dass die ersten und zweiten Daten nicht nahe beieinander liegen.
Der Wert des Bestimmtheitsmaßes (^R2) kann verwendet werden, um zu analysieren, wie Unterschiede in den ersten Daten durch einen Unterschied in den zweiten Daten erklärt werden können. Genauer gesagt vermittelt der R2-Wert eine Vorstellung davon, wie viele Datenpunkte in die Ergebnisse einer linearen Linie 506 fallen, die durch eine Regressionsgleichung gebildet wird. In einigen Beispielen kann der R2-Wert zwischen „0“ und „1“ liegen (d. h. „0 %“ bis „100 %“). Insbesondere der R2-Wert, der über „0,8“ („80 %“ und möglicherweise in der Nähe von „100 %“) liegt, wird als ein vordefinierter Bestimmtheitsmaß-Prozentsatz (oder vordefinierter Bereich) kategorisiert, der einen größeren Prozentsatz der ersten Daten, die innerhalb der linearen Linie 506 liegen bzw. ihr näher kommen, oder eine geringere Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten oder eine geringere Abweichung in den ersten Daten in Bezug auf die zweiten Daten nahelegt. Wiederum Bezug nehmend auf liegen die Seitenfugenlängen „dim-D1“ und „dim-D2“ von der linearen Linie 506 entfernt, so dass der R2-Wert auf der Grundlage der ersten und zweiten Daten auf etwa „0,044“ („4,4 %“) festgelegt wird. Mit anderen Worten, der R2-Wert von etwa vier Prozent zeigt an, dass ein wesentlich geringerer Prozentsatz der ersten Daten in die Nähe der linearen Linie 506 fällt.
Das Verfahren geht weiter zu Block 410. In Block 410 umfasst das Verfahren 400 die Bestimmung, ob der Korrelationswert (d.h. der Korrelationskoeffizient (CC)-Wert und/oder der Bestimmungskoeffizient (^R2)-Wert außerhalb (d.h. gleich oder unterhalb) eines vordefinierten Wertes (d.h. des vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereichs und/oder des vordefinierten Bestimmungskoeffizientenprozentsatzes) liegt. In beträgt der CC-Wert „0,0209“, was außerhalb des vordefinierten Wertes von „0,65“ liegt. Ebenso beträgt der R2-Wert „4,4 %“, was außerhalb des vordefinierten Wertes von „80 %“ liegt.
Daher fährt das Verfahren 400 in Block 410 mit Block 412 fort, wenn die Verarbeitungsressource des Computersystems feststellt, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert außerhalb des vordefinierten Wertes liegen (d.h. gleich oder niedriger sind), d.h. „ja“ in Block 410. In einigen Beispielen kann der Algorithmus in Reaktion auf die Feststellung, dass der CC-Wert und der R2-Wert außerhalb des vordefinierten Wertes liegen, aktualisiert werden. In einigen anderen Beispielen kann der Algorithmus als Reaktion auf die Feststellung, dass der CC-Wert oder der R2-Wert außerhalb des vordefinierten Wertes liegt, aktualisiert werden. In Block 412 umfasst das Verfahren 400 die Verarbeitungsressource, um mit der Aktualisierung des im Speicher gespeicherten Algorithmus fortzufahren (der von der ersten Messmaschine verwendet werden kann), um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ zu messen, um die Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten zu verringern. In solchen Beispielen kann der Algorithmus als Dimensionsmessung in der ersten Messmaschine verwendet werden, um einen Defekt unter der Vielzahl von Lötstellen zu erkennen. In einigen Beispielen kann die Aktualisierung des Algorithmus als Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert außerhalb des vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereichs und/oder des vordefinierten prozentualen Bestimmungskoeffizienten liegt, auf der Grundlage der zweiten Daten eine Anpassung des von der Messmaschine verwendeten Algorithmus beinhalten. In einem oder mehreren Beispielen kann das Optimieren des Algorithmus das Aktualisieren des Algorithmus beinhalten, um einen oder mehrere Messpunkte in den Grauwertgradienten und/oder mittleren Grauwerten zu variieren, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstelle genau zu messen. In einigen Beispielen kann die Anpassung des Algorithmus der Messmaschine helfen, das mindestens eine Qualitätsmerkmal, wie z.B. die Grauwertgradienten und/oder mittleren Grauwerte, genau zu erfassen, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstelle in dem elektronischen Musterteil genau zu messen. Das Verfahren 400 wird mit Block 414 fortgesetzt.
Zurück zu Block 410: Wenn die Verarbeitungsressource des Computersystems feststellt, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert innerhalb (d. h. oberhalb) des vordefinierten Wertes liegen, d. h. „nein“ in Block 410, fährt das Verfahren 400 mit Block 414 fort. Mit anderen Worten, als Reaktion auf die Feststellung, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert innerhalb des vordefinierten Wertes liegen, wird der Algorithmus möglicherweise nicht aktualisiert. In einigen Beispielen kann der Algorithmus als Reaktion auf die Feststellung, dass der CC-Wert und der R2-Wert innerhalb des vordefinierten Wertes liegen, nicht aktualisiert werden. In einigen anderen Beispielen kann der Algorithmus nicht aktualisiert werden, wenn festgestellt wird, dass der CC-Wert oder der R2-Wert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt. Um jedoch eine Messgeräte-R&R (Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit) an einem anderen Satz von ersten und zweiten Daten durchzuführen, fährt das Verfahren 400 mit Block 414 fort.
In Block 414 umfasst das Verfahren 400 den Empfang eines anderen Satzes erster Daten und zweiter Daten von der ersten bzw. zweiten Messmaschine und die Bestimmung eines anderen Korrelationswertes (eines neuen Korrelationswertes) auf der Grundlage einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen dem anderen Satz erster und zweiter Daten. In (parallel zu ) ist ein Diagramm 550 dargestellt, das die andere Korrelation auf der Grundlage der statistischen Analyse der Beziehung zwischen dem anderen Satz der ersten und zweiten Daten darstellt. Wie oben beschrieben, kann der andere Satz der ersten und zweiten Daten von der ersten bzw. zweiten Messmaschine empfangen werden. Insbesondere wird der andere Satz der ersten und zweiten Daten von einem anderen zusammengeschalteten elektronischen Musterteil des elektronischen Geräts mit einer Vielzahl von Lötstellen erzeugt, das aus einer anderen Charge ausgewählt wurde. In solchen Beispielen kann die erste Messmaschine das andere elektronische Musterteil prüfen, um die ersten Daten zu erzeugen, wie oben beschrieben. Ferner kann die zweite Messmaschine eine Querschnittsanalyse der Vielzahl von Lötstellen in demselben anderen elektronischen Musterteil durchführen, das von der ersten Messmaschine zur Erzeugung der ersten Daten verwendet wurde, um die zweiten Daten zu erzeugen, wie oben beschrieben.
In solchen Beispielen werden die ersten Daten, die die Seitenfugenlängen (neues Dim-D1) darstellen, in Bezug auf eine y-Achse 552 im Diagramm 550 aufgetragen, und die zweiten Daten, die sich auf die Seitenfugenlängen (neues Dim-D2) beziehen, werden in Bezug auf eine x-Achse 554 im Diagramm 550 aufgetragen, um die statistische Beziehung zwischen dem anderen Satz der ersten und zweiten Daten zu messen. Später kann das statistische Modell verwendet werden, um den anderen Korrelationswert (oder den neuen Korrelationswert) zu bestimmen. Der andere Korrekturwert kann ein neuer Korrelationskoeffizient (neuer CC-Wert) und/oder ein neuer Bestimmtheitsmaßwert (neuer R2-Wert) sein.
Wiederum Bezug nehmend auf , sind die Seitenfugenlängen (neues dim-D1 und neues dim-D2) im Diagramm 550 geclustert, so dass der neue CC-Wert auf der Grundlage des anderen Satzes der ersten und zweiten Daten als etwa „0,933“ bestimmt wird. Mit anderen Worten: Der CC-Wert von „0,933“ zeigt an, dass die ersten und zweiten Daten nahe beieinander liegen. In liegen die Seitenfugenlängen (new dim-D1 und new dim-D2) näher an der linearen Linie 556, so dass der R2-Wert auf der Grundlage des anderen Satzes der ersten und zweiten Daten auf etwa „0,872“ („87,2 %“) festgelegt wird. Mit anderen Worten, der R2-Wert von etwa siebenundachtzig Prozent zeigt an, dass ein wesentlich größerer Prozentsatz der ersten Daten aus dem anderen Satz näher an der linearen Linie 556 liegt.
Zurück zu , das Verfahren 400 geht weiter zu Block 416. In Block 416 umfasst das Verfahren 400 die Bestimmung, ob der neue Korrelationswert (d.h. der neue Korrelationskoeffizient (CC) und/oder der neue Bestimmungskoeffizient (^R2) außerhalb eines vordefinierten Wertes (d.h. des vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereichs und/oder des vordefinierten Bestimmungskoeffizientenprozentsatzes) liegt. Zurück zu : Der CC-Wert beträgt „0,93“, was innerhalb (d.h. oberhalb) des vordefinierten Wertes von „0,65“ liegt. In ähnlicher Weise beträgt der R2-Wert „87,2 %“ und liegt damit innerhalb (d. h. oberhalb) des vordefinierten Wertes von „80 %“. Daher fährt das Verfahren 400 in Block 416 als Reaktion darauf, dass die Verarbeitungsressource des Computersystems feststellt, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt, d. h. „nein“ in Block 416, mit Block 418 fort.
In Block 418 beinhaltet das Verfahren 400 die Verarbeitungsressource, um mit der Aktualisierung des Algorithmus mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ fortzufahren. In einigen Beispielen kann der aktualisierte Algorithmus in der Messmaschine (Röntgengerät) verwendet werden, um den Defekt unter der Vielzahl von Lötstellen auf der Grundlage eines Vergleichs einer gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ jeder Lötstelle mit der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ zu erkennen. In einigen Beispielen wird die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ auf der Grundlage von Rohmaterialmessungen der Fußlänge und der Leiterbreite jeder der mehreren Lötstellen bestimmt, wie in den und dargestellt. Die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ muss möglicherweise größer oder gleich der dreifachen Anschlussbreite sein, um eine fehlerfreie Lötstelle zu erhalten. In einigen anderen Beispielen muss die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötdrahtes in der Buchse sein, um eine fehlerfreie Lötstelle zu erhalten.
Zurück zu Block 416, jedoch als Reaktion auf die Feststellung durch die Verarbeitungsressource des Computersystems, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert außerhalb des vordefinierten Wertes liegt (d.h. gleich oder niedriger), d.h. „ja“ in Block 416, führt das Verfahren 400 zurück zu Block 412. In solchen Beispielen umfasst das Verfahren 400 die Wiederholung der Schritte in den Blöcken 412, 414 und 416 unter Verwendung eines weiteren Satzes erster und zweiter Daten, bis die Verarbeitungsressource des Computersystems feststellt, dass der CC-Wert und/oder der R2-Wert innerhalb (d. h. über) dem vordefinierten Wert liegt, d. h. „nein“ in Block 416. So wird die erste Messmaschine darauf trainiert, die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Lötstellen auf der Grundlage der durch die optische Mikroskopie gemessenen Seitenfugenlängen „dim-D2“ der Lötstellen genau zu messen. Dementsprechend wird der aktualisierte (trainierte) Algorithmus als Dimensionsmessgerät in der ersten Messmaschine verwendet, um den Defekt unter der Vielzahl von Lötstellen zu erkennen.
In einigen anderen Beispielen kann das erste Messgerät, z. B. das Röntgengerät, einen Prozessor enthalten, der die in den Schritten 406 bis 418 beschriebenen Schritte ausführt. Zum Beispiel kann der Prozessor des Röntgengeräts zunächst den Algorithmus (Standardalgorithmus) ausführen, um die Seitenfugenlängen der mehreren Lötstellen zu messen und so die ersten Daten zu erzeugen. Ferner kann der Prozessor die zweiten Daten empfangen, die die von der zweiten Messmaschine gemessenen Seitenfugenlängen der Vielzahl von Lötstellen darstellen. Ferner kann der Prozessor den Korrelationswert auf der Grundlage der statistischen Analyse der Beziehung zwischen den ersten Daten und den zweiten Daten bestimmen. Später kann der Prozessor bestimmen, ob der Korrelationswert außerhalb oder innerhalb des vordefinierten Wertes liegt. Wird festgestellt, dass der Korrelationswert außerhalb des vordefinierten Wertes liegt, kann der Prozessor den Standardalgorithmus aktualisieren, um die Genauigkeit bei der Messung der Seitenfugenlängen der mehreren Lötstellen zu verbessern. Wenn jedoch festgestellt wird, dass der Korrelationswert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt, kann der Prozessor den Standardalgorithmus, der zur Messung der Seitenfugenlängen der mehreren Lötstellen verwendet wird, nicht aktualisieren. Dementsprechend kann das Röntgengerät trainiert werden (oder der Standardalgorithmus aktualisiert werden), um die Seitenfugenlängen der Vielzahl von Lötstellen genau zu messen. In einem oder mehreren Beispielen kann das trainierte Röntgengerät verwendet werden, um die fehlerhaften Lötstellen anhand eines Vergleichs der gemessenen Seitenfugenlängen mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge zu bestimmen. Die Schritte zur Bestimmung der fehlerhaften Lötstellen werden im Beispiel von näher erläutert. Das Verfahren 400 endet in Block 420.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 600 zur Erkennung eines Defekts in Lötstellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. In einem oder mehreren Beispielen kann eine Vielzahl der hier beschriebenen Schritte von einer Messmaschine (oder einer ersten Messmaschine) durchgeführt werden. In einigen Beispielen ist das erste Messgerät ein Röntgengerät. In einem oder mehreren Beispielen kann die Messmaschine eine Verarbeitungsressource und ein maschinenlesbares Medium enthalten, das ausführbare Programmanweisungen (oder einen aktualisierten Algorithmus oder einen trainierten Algorithmus) speichert, die von einem Computersystem empfangen wurden, wie oben unter Bezugnahme auf die und beschrieben. In einigen Beispielen kann die Verarbeitungsressource ein physischer Prozessor sein. In einigen anderen Beispielen kann der physische Prozessor ein Mikroprozessor sein, der für die Durchführung der hier beschriebenen Funktionen geeignet ist. In einigen Beispielen ist das maschinenlesbare Medium nicht-transitory und wird alternativ als nicht-transitory maschinenlesbares Medium bezeichnet.
Das Verfahren 600 beginnt in Block 602 und setzt sich bis Block 604 fort. In Block 604 umfasst das Verfahren 600 das Erfassen mindestens eines Qualitätsmerkmals einer Lötstelle aus einer Vielzahl von Lötstellen, die zwischen einem Lötanschluss in einem elektronischen Bauteil, wie einem Sockel, und einer elektronischen Platine, wie einer Leiterplatte, gebildet werden. Das mindestens eine Qualitätsmerkmal kann Grauwertgradienten und/oder mittlere Grauwerte umfassen, die von der Messmaschine in einem Inspektionsbereich, wie z. B. den Lötstellen in einem zusammengeschalteten elektronischen Bauteil eines elektronischen Geräts, bestimmt werden können. In einigen Beispielen kann die Messmaschine ein Bild der Lötstellen in dem zusammengeschalteten elektronischen Bauteil erhalten. Das Verfahren 600 geht weiter zu Block 606.
In Block 606 umfasst das Verfahren 600 die Analyse des mindestens einen Qualitätsmerkmals, um eine Seitenfugenlänge „dim-D1“ jeder Lötstelle zu messen. Insbesondere kann die Messmaschine die Grauwertgradienten und/oder die mittleren Grauwerte analysieren, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ der Vielzahl von Lötstellen zu messen. In einigen Beispielen kann die Messmaschine eine Bildanalysesoftware verwenden, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ aus den Grauwertverläufen und/oder den mittleren Grauwerten zu bestimmen. Das Verfahren 600 geht weiter zu Block 608.
In Block 608 beinhaltet das Verfahren 600 die Entscheidung, ob ein Warnsignal erzeugt werden soll, das auf einen in der Lötstelle festgestellten Defekt hinweist, basierend auf dem Vergleich der gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ jeder Lötstelle mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“. Wie hier beschrieben, wird die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ auf der Grundlage von Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite des Lötanschlusses bestimmt. In einigen Beispielen ist die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ größer oder gleich dem Dreifachen der Anschlussbreite. In einigen anderen Beispielen ist die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötdrahtes.
In einigen Beispielen kann die Messmaschine als Reaktion auf die Feststellung, dass die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ kleiner ist als das Dreifache der Leiterbreite oder weniger als fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötleiters, ein Warnsignal erzeugen, das auf den Defekt der Lötstelle hinweist. Mit anderen Worten, die Lötstellen werden auf der Grundlage eines Vergleichs der gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ der Lötstelle mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ als fehlerhaft oder nicht fehlerhaft eingestuft. Darüber hinaus kann die Messmaschine den Schweregrad des Defekts in Abhängigkeit vom Abweichungsbereich der gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ von der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ bestimmen. Beispielsweise kann die Messmaschine den Schweregrad als „kritisch“ definieren, wenn sie feststellt, dass die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ für jede Lötstelle um mehr als fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ liegt. In einigen Beispielen kann die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ für die Lötstelle 2,5 Millimeter betragen, die vordefinierte Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ kann 3 Millimeter betragen, und der Wert, der fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ liegt, beträgt 2,55 Millimeter. In solchen Beispielen kann die Messmaschine die Lötstelle als fehlerhafte Lötstelle kennzeichnen, weil die gemessene Seitenlötstellenlänge „dim-D1“ (2,5 Millimeter) unter der Schwellen-Seitenlötstellenlänge „dim-D3“ (3 Millimeter) liegt. Ferner kann die Messmaschine den Schweregrad der Lötstelle als kritisch definieren, weil die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ (2,5 Millimeter) kleiner ist als der Wert, der fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ (2,55 Millimeter) liegt. In einigen Beispielen kann der als „kritisch“ definierte Schweregrad eine Unterbrechung der Produktionsumgebung des elektronischen Bauteils mit der Vielzahl von Lötstellen auslösen. In einigen anderen Beispielen kann die Messmaschine den Schweregrad als „schwerwiegend“ definieren, wenn festgestellt wird, dass die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ für jede der mehreren Lötstellen weniger als oder gleich fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ liegt. In einigen Beispielen kann die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ für die Lötstelle 2,85 Millimeter betragen, die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ kann 3 Millimeter betragen, und der Wert, der fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ liegt, beträgt 2,55 Millimeter. In solchen Beispielen kann die Messmaschine die Lötstelle als fehlerhafte Lötstelle kennzeichnen, weil die gemessene Seitenlötstellenlänge „dim-D1“ (2,5 Millimeter) unter der Schwellen-Seitenlötstellenlänge „dim-D3“ (3 Millimeter) liegt. Ferner kann die Messmaschine den Schweregrad der Lötstelle als schwerwiegend definieren, weil die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ (2,85 Millimeter) größer ist als der Wert, der fünfzehn Prozent unter der vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“ (2,55 Millimeter) liegt. In einigen Beispielen kann der als „schwerwiegend“ definierte Schweregrad einen Indikator für die Einleitung einer Prozessverbesserung bei der Herstellung des zusammengeschalteten elektronischen Bauteils mit der Vielzahl von Lötstellen enthalten.
Wenn die Messmaschine feststellt, dass die gemessenen Seitenverbindungslängen „dim-D1“ größer oder gleich der dreifachen Anschlussbreite „dim-D3“ (z.B. 3,5W, 3,8W, 4W, usw.) oder größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötanschlusses „dim-D3“ (z.B. 75%, 76%, 86,5%, 95%, usw.) sind, kann die Messmaschine kein Alarmsignal erzeugen. In solchen Beispielen kann die Produktionsumgebung mit der Herstellung des zusammengeschalteten elektronischen Teils fortfahren, das eine Vielzahl von Lötstellen aufweist, die nicht defekt sind. Das Verfahren 600 endet in Block 610.
zeigt ein Blockdiagramm 700 eines Messgeräts 702 (oder eines ersten Messgeräts oder eines Röntgengeräts) mit einer Verarbeitungsressource 704 und einem maschinenlesbaren Medium 706, das ausführbare Programmanweisungen (aktualisierter Algorithmus oder trainierter Algorithmus) speichert, um einen Defekt unter einer Vielzahl von Lötstellen zu erkennen. In einigen Beispielen ist die Verarbeitungsressource 704 funktionsfähig mit dem maschinenlesbaren Medium 706 verbunden. Die Verarbeitungsressource 704 kann ein physischer Prozessor sein. In einigen Beispielen kann es sich bei dem physischen Prozessor um einen Mikroprozessor handeln, der für die Durchführung der in beschriebenen Funktionen geeignet ist. Das maschinenlesbare Medium 706 ist nicht transitorisch und wird alternativ als nicht-transitorisches maschinenlesbares Medium bezeichnet. In einigen Beispielen kann auf das maschinenlesbare Medium 706 von der Verarbeitungsressource 704 zugegriffen werden. In einigen Beispielen speichert das maschinenlesbare Medium 706 die Programmanweisungen, die der Funktionalität der Messmaschine 702 entsprechen. In solchen Beispielen führt die Verarbeitungsressource 704 eine oder mehrere Programmanweisungen (z. B. von der Verarbeitungsressource ausführbare Programmanweisungen) aus, um eine oder mehrere der in beschriebenen Funktionen auszuführen.
Die Verarbeitungsressource 704 kann Programmbefehle zum Erkennen mindestens eines Qualitätsmerkmals einer Lötstelle aus der Vielzahl von Lötstellen ausführen, die zwischen einem Lötanschluss in einem Sockel und einer Leiterplatte gebildet werden, wie in beschrieben. In einem oder mehreren Beispielen hat jede Lötstelle der Vielzahl von Lötstellen eine flache Möwenflügel-Lötfahne. In solchen Beispielen wird die Lötstelle zwischen dem flachen Flügellötanschluss und der Leiterplatte gebildet. Die Messmaschine kann ein Bild der Lötstellen erhalten, um Grauwertverläufe und/oder mittlere Grauwerte in den Lötstellen zu erfassen.
Des Weiteren kann die Verarbeitungsressource 704 die eine oder mehrere Programmanweisungen zur Analyse des mindestens einen Qualitätsmerkmals ausführen, um die Seitenfugenlängen der Lötstellen „dim-D1“ zu messen, wie in beschrieben. In einigen Beispielen kann die Messmaschine eine Bildanalysesoftware enthalten, um die Seitenfugenlängen „dim-D1“ aus den Grauwertgradienten und/oder den mittleren Grauwerten zu bestimmen.
Die Verarbeitungsressource 704 kann ferner die eine oder mehrere Programmanweisungen ausführen, um zu bestimmen, ob die gemessenen Seitenverbindungslängen „dim-D1“ über einer vordefinierten Schwellen-Seitenverbindungslänge „dim-D3“ liegen. In einigen Beispielen wird die vordefinierte Schwellenwert-Seitenfugenlänge „dim-D3“ auf der Grundlage von Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite von jedem der mehreren Lötanschlüsse bestimmt, wie in und erläutert. In einigen Beispielen muss die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ größer oder gleich dem Dreifachen der Anschlussbreite sein, um eine fehlerfreie Lötstelle zu erhalten. In einigen anderen Beispielen muss die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge der Lötfahne sein, um eine fehlerfreie Lötstelle zu erhalten.
Als Reaktion auf die Feststellung der Verarbeitungsressource 704, dass die gemessenen Seitenfugenlängen „dim-D1“ kleiner als das Dreifache der Anschlussbreite oder weniger als fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötanschlusses sind, kann die Verarbeitungsressource 704 ein Warnsignal erzeugen, das auf den Defekt in der Lötstelle hinweist, basierend auf dem Vergleich der gemessenen Seitenfugenlänge „dim-D1“ der Lötstelle mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenfugenlänge „dim-D3“. Wenn die Verarbeitungsressource 704 feststellt, dass die gemessene Seitenfugenlänge „dim-D1“ größer oder gleich dem Dreifachen der Anschlussbreite „dim-D3“ oder größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötanschlusses „dim-D3“ ist, kann die Verarbeitungsressource 704 das Alarmsignal nicht erzeugen.
Verschiedene Merkmale, wie sie in den hier beschriebenen Beispielen dargestellt sind, können implementiert werden, um ein Übergleiten der fehlerhaften Lötstellen aus der Qualitätsprüfungsumgebung zu vermeiden. Somit kann die Umsetzung der vorliegenden Offenlegung ein höheres Vertrauen in Steckverbinder (z. B. DDRX-SMT-Steckverbinder) bieten, da die Lötstelle die IPC-A-610-Anforderungen erfüllt, um die vordefinierte Garantiezeit einzuhalten. Darüber hinaus ist die vorliegende Inspektionsmethode eine zerstörungsfreie quantitative Methode, die die Arbeitseffizienz verbessern und die Zykluszeit der Fehleranalyse reduzieren kann. Darüber hinaus kann die vorliegende Inspektionsmethode eine quantitative Metrik für die Röntgeninspektion mit objektiven Schwellenwert-Akzeptanzkriterien im Gegensatz zu einer subjektiven Beurteilung durch den Bediener definieren, wodurch die zerstörende Analyse von miteinander verbundenen elektronischen Teilen reduziert wird.
In der vorstehenden Beschreibung sind zahlreiche Details aufgeführt, um das Verständnis des hierin offengelegten Gegenstands zu erleichtern. Die Umsetzung kann jedoch auch ohne einige oder alle dieser Details erfolgen. Andere Implementierungen können Modifikationen, Kombinationen und Variationen der oben beschriebenen Details beinhalten. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche solche Modifikationen und Variationen abdecken.

Claims

Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: i) Empfangen von ersten Daten, die die Seitenverbindungslängen einer Vielzahl von Lötstellen darstellen, die von einer ersten Messmaschine gemessen wurden, durch eine Verarbeitungsressource einer Rechenvorrichtung, wobei die Vielzahl von Lötstellen zwischen einem Lötanschluss in einem elektronischen Bauteil und einer elektronischen Leiterplatte gebildet wird; ii) Empfangen von zweiten Daten durch die Verarbeitungsressource, die die von einer zweiten Messmaschine gemessenen Seitenverbindungslängen der Vielzahl von Lötstellen darstellen; iii) Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, eines Korrelationswertes, basierend auf einer statistischen Analyse einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Daten; und iv) Aktualisieren, durch die Verarbeitungsressource, eines Algorithmus, der von der ersten Messmaschine verwendet wird, um die Seitenverbindungslängen zu messen, basierend auf dem Korrelationswert, um die Abweichung zwischen den ersten und zweiten Daten zu reduzieren, wobei der Algorithmus als eine dimensionale Metrologie in der ersten Messmaschine verwendet wird, um einen Fehler unter der Vielzahl von Lötstellen zu erkennen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktualisieren des Algorithmus umfasst: Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, ob der Korrelationswert außerhalb eines vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereichs liegt; und Aktualisieren des Algorithmus durch die Verarbeitungsressource in Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert außerhalb des vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereichs liegt, basierend auf den zweiten Daten, wobei der Korrelationswert ein Korrelationskoeffizientenwert ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktualisieren des Algorithmus umfasst: Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, ob der Korrelationswert außerhalb eines vordefinierten Bestimmtheitsmaßes liegt; und Aktualisieren des Algorithmus durch die Verarbeitungsressource als Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert außerhalb des vordefinierten Bestimmungskoeffizienten-Prozentsatzes liegt, basierend auf den zweiten Daten, wobei der Korrelationswert ein Bestimmungskoeffizient-Wert ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktualisieren des Algorithmus das Trainieren des Algorithmus zum Messen der Seitenfugenlängen auf der Grundlage der zweiten Daten, die von der zweiten Messmaschine erzeugt wurden, umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktualisieren des Algorithmus umfasst: Bestimmung, durch die Verarbeitungsressource, ob der Korrelationswert innerhalb eines vordefinierten Wertes liegt, wobei der Korrelationswert einen Korrelationskoeffizientenwert und einen Bestimmungskoeffizientenwert umfasst und wobei der vordefinierte Wert einen vordefinierten Korrelationskoeffizientenbereich und einen vordefinierten Bestimmungskoeffizientenprozentsatz umfasst; und Wiederholung der Schritte i) bis iii) durch die Verarbeitungsressource auf der Grundlage eines anderen Satzes der ersten und zweiten Daten als Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst: Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, ob der Korrelationswert für einen anderen Satz der ersten und zweiten Daten außerhalb des vordefinierten Wertes liegt; und Aktualisieren des Algorithmus durch die Verarbeitungsressource als Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert außerhalb des vordefinierten Wertes liegt, basierend auf den zweiten Daten in einem anderen Satz der ersten und zweiten Daten.
Das Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst: Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, ob der Korrelationswert für einen anderen Satz der ersten und zweiten Daten innerhalb des vordefinierten Wertes liegt; und als Reaktion auf die Feststellung, dass der Korrelationswert innerhalb des vordefinierten Wertes liegt, Aktualisieren des Algorithmus durch die Verarbeitungsressource mit einer vordefinierten Schwellenwert-Seitenverbindungslänge, wobei die vordefinierte Schwellenwert-Seitenverbindungslänge auf der Grundlage von Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite von Lötblei bestimmt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: Verarbeitung des Algorithmus zur Messung der Seitenverbindungslängen der Lötstellen durch einen Prozessor der ersten Messmaschine; und Bestimmen, durch den Prozessor, ob ein Warnsignal erzeugt werden soll, das den in den Lötstellen entdeckten Defekt anzeigt, basierend auf dem Vergleich einer gemessenen Seitenverbindungslänge der Lötstelle mit der vordefinierten Schwellen-Seitenverbindungslänge.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Messgerät ein Röntgengerät ist und das zweite Messgerät ein optisches Gerät ist.
Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Erfassen mindestens eines Qualitätsmerkmals einer Lötstelle unter einer Vielzahl von Lötstellen, die zwischen einer Lötleitung in einem elektronischen Bauteil und einer elektronischen Leiterplatte gebildet werden, durch eine Verarbeitungsressource einer Messmaschine; Analysieren des mindestens einen Qualitätsmerkmals durch die Verarbeitungsressource, um eine Seitenverbindungslänge der Lötstelle zu messen; und Bestimmen, durch die Verarbeitungsressource, ob ein Warnsignal erzeugt werden soll, das einen in der Lötstelle detektierten Defekt anzeigt, basierend auf einem Vergleich einer gemessenen Seitenverbindungslänge der Lötstelle mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenverbindungslänge, wobei die vordefinierte Schwellen-Seitenverbindungslänge basierend auf Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite des Lötanschlusses bestimmt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei die vordefinierte Schwellenwert-Seitenverbindungslänge größer oder gleich der dreifachen Anschlussbreite des Lötanschlusses in dem elektronischen Bauteil ist.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei die vordefinierte Schwellenwert-Seitenverbindungslänge größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötanschlusses in dem elektronischen Bauteil ist.
Das Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass als Reaktion auf das Erkennen des Defekts in der Lötstelle durch die Verarbeitungsressource ein Schweregrad des Defekts in Abhängigkeit von einem Abweichungsbereich der gemessenen Seitenverbindungslänge von der vordefinierten Schwellen-Seitenverbindungslänge definiert wird.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schweregrad einen Indikator für eine Prozessverbesserung bei der Herstellung der Vielzahl von Lötstellen oder eine Unterbrechung der Produktionsumgebung für die Vielzahl von Lötstellen umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Messgerät ein Röntgengerät ist.
Eine Messmaschine, bestehend aus: ein maschinenlesbares Medium, das Programmbefehle speichert; und eine Verarbeitungsressource, die betriebsfähig mit dem maschinenlesbaren Medium verbunden ist, wobei die Verarbeitungsressource die Programmanweisungen ausführt, um: mindestens ein Qualitätsmerkmal einer Lötstelle aus einer Vielzahl von Lötstellen zu erkennen, die zwischen einem Lötanschluss in einem elektronischen Bauteil und einer elektronischen Platine gebildet werden; Analysieren des mindestens einen Qualitätsmerkmals, um eine Seitenverbindungslänge der Lötstelle zu messen; und Bestimmen, ob ein Warnsignal erzeugt werden soll, das einen in der Lötstelle erfassten Defekt anzeigt, basierend auf dem Vergleich der gemessenen Seitenverbindungslänge der Lötstelle mit einer vordefinierten Schwellen-Seitenverbindungslänge, wobei die vordefinierte Schwellen-Seitenverbindungslänge basierend auf Rohmaterialmessungen einer Fußlänge und einer Anschlussbreite des Lötanschlusses bestimmt wird.
Die Messmaschine nach Anspruch 16, wobei jede Lötstelle der Vielzahl von Lötstellen eine flache Möwenflügel-Lötfahne aufweist.
Die Messmaschine nach Anspruch 16 ist ein Röntgengerät.
Die Messmaschine nach Anspruch 16, wobei die vordefinierte Schwellenwert-Seitenverbindungslänge größer oder gleich der dreifachen Anschlussbreite des Lötanschlusses im elektronischen Bauteil ist.
Die Messmaschine nach Anspruch 16, wobei die vordefinierte Schwellenwert-Seitenverbindungslänge größer oder gleich fünfundsiebzig Prozent der Fußlänge des Lötanschlusses in dem elektronischen Bauteil ist.