一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法与流程

1.本技术涉及直接镀铜基板(dpc基板)的检测技术，尤其涉及一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法。


背景技术：

2.直接镀铜陶瓷基板(dpc基板)是一种电子行业常用的封装基板，其主要技术特征为：在清洗后的陶瓷基片表面，使用真空溅射技术沉积金属种子层，再以光刻、显影、刻蚀工艺完成线路制作，最后以电镀/化学镀等方式镀铜，去除光刻胶后完成线路制作。dpc基板具有导热、耐热性好，绝缘性能好，线路精度高等优点，常用于制造发光二极管(led)、激光器(ld)等功率器件封装。
3.在评价dpc基板质量时，一个重要指标是基板上触点(垂直通孔)的通断性。由于封装技术需求，dpc基板上触点需要能够让基板正反面互相导通，主要通过在dpc基板上打通孔，然后电镀铜填充通孔。电镀过程中由于工艺局限，填孔过程可能会产生缺陷，导致触点无法导通(断路)。为了提高后续封装质量和效率，要求基板上不导通的触点数量不能超过一定比例，否则应将整片基板判定为次品。
4.目前，dpc基板生产企业对于基板触点通断性检测采用全检方法，即用飞针机对基板上每一个触点逐个进行通断性检测(100％检测)，若基板上不通电触点比例达到一定程度，则判定该基板为次品。该方法检测时间长，检测效率低，限制了生产效率。
5.上述的现有技术存在以下缺陷：传统的dpc基板的触点通断性检测采用全检的模式花费时间过长，限制了生产线的生产效率。


技术实现要素：

6.为了改善现有dpc基板触点通断性采用全检的模式造成检测效率低的问题，本技术提供一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法。采用如下的技术方案：
7.一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，包括以下具体步骤：
8.步骤1：采集客户质量需求，包括陶瓷基板上的总触点数、可拒接受质量水平和消费者风险；
9.步骤2：厂家设定检测质量要求，包括可接受质量水平和生产者风险；
10.步骤3：根据客户质量需求和厂家检测质量要求制定抽样方案，确定抽样方案中所需样本触点数和不导电触点数阈值；
11.步骤4：使用飞针机进行触点通断性测试，得到不导电触点数；
12.步骤5：比较步骤4中测试所得的不导电触点数和步骤3中不导电触点数阈值，得到该陶瓷基板是否合格的抽样结果。
13.步骤1中的可拒接受质量水平是指客户对于该陶瓷基板是否为次品的判断标准，消费者风险，是指客户接受的所有产品中所允许的最大批次次品率。
14.步骤2中的可接受质量水平是指厂家试生产过程中的实际该陶瓷基板的触点不导
电率，生产者风险是指厂家自己根据成本需求决定的可接受有多少合格成品被误检为次品最大比例；
15.根据客户质量需求和厂家检测质量要求数据，制定出抽样方案中具体的所需样本触点数大小和不导电触点数阈值。样本触点数大小指在进行抽样检测时，一次抽样检查所需抽取的样本数量。若所抽出样本触点中不导电触点数量高于不导电触点数阈值，则此片基板判定为次品，予以返修或报废，反之则需要进一步判定。
16.可选的，所述步骤2中，使用minitab软件生成抽样方案的所需样本触点数大小和不导电触点数阈值，具体步骤是：运行minitab软件的按属性抽样验收，选择创建抽样计划，将所述步骤1客户质量需求的总触点数输入到批次大小，可拒接受质量水平输入到可拒收质量水平ltpd，消费者风险输入到消费者风险beta,将所述步骤2检测质量要求的可接受质量水平输入到可接受质量水平aql，生产者风险输入到生产者风险alpha，运行软件即可得到抽样方案的样本数量和接受数，其中样本数量是样本触点数大小，接受数是不导电触点数阈值。
17.通过采用上述技术方案，具体将对应的客户质量需求和厂家检测质量要求数据输入到minitab软件按属性抽样验收的创建抽样计划界面中的相关位置，运行软件即可得到抽样方案的样本数量和接受数，其中样本数量是样本触点数大小，接受数是不导电触点数阈值。
18.可选的，所述不导电触点数阈值是指所抽样本触点中，使用飞针机进行触点通断性测试所允许的不导电最大触点数，若实际测试出的不导电触点数超过不导电触点数阈值，则该陶瓷基板判定为次品。
19.通过采用上述技术方案，设定不导电触点数阈值，当使用飞针机进行触点通断性测试得到的不导电触点数量大于该电触点数阈值时，判定此基板为次品，若测试得到的不导电触点数量不大于该电触点数阈值时，需要进一步判定。
20.可选的，运行minitab软件生成抽样方案时，还生成抽检特征(oc)曲线图和平均总检验数(ati)对照表。
21.通过采用上述技术方案，通过抽检特征(oc)曲线图对步骤2的抽样方案进行评估，以判定采用该抽样方案的情况下，对应不同的产品实际批次次品率的情况下，该批次产品能够通过客户验收的概率。
22.平均总检验数(ati)对照表的生成，为复检方案的标准提供参考。
23.当产品的测试次品率为可接受质量水平aql时，若对按抽样方案定义所检测出的次品进行复检，且复检方式为全检，则在按此抽样方案检验完所有产品后，平均每个产品需要检测的触点数量值即为平均总检验数(ati)值，简称ati值。ati值的增加意味着检测时间的延长，在不影响检测准确率的情况下，尽可能缩减检测时间，以降低检测成本，因此选定一个适合的复检阈值是衡量抽样方法是否适合的重要因素。
24.可选的，所述步骤5中具体采用以下方法判定抽样结果：若飞针机测试所得的不导电触点数大于不导电触点数阈值，则判定该陶瓷基板为次品；若测试所得的不导电触点数小于等于不导电触点数阈值，则需要根据平均总检验数(ati)对照表进一步判定是否需要复检。
25.通过采用上述技术方案，由于缺陷点在陶瓷基板上均匀分布，抽取检测点时不需
要考虑间隔和分布因素，可随意取点。为简化飞针机编程，采取连续取点方式。具体的，从基板四角上任意一角点开始，依次取数量等同于样本触点数的触点进行通断性测试，若这些触点中不导电触点数大于不导电触点数阈值，则可判定该基板为次品，作报废或返修处理，若测试所得的不导电触点数小于等于不导电触点数阈值，则需要根据平均总检验数(ati)对照表进一步判定是否需要复检。
26.可选的，判定是否需要复检的具体方法是：定义总触点数为n，平均检验总数(ati)为ati，所述步骤4中的不导电触点数为e，不导电触点数阈值为x，设定35％n≤ati≤45％n，读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)，对应该平均检验总数(ati)的不导电触点数即设为复检阈值k，当k＜e≤x时，需要对该陶瓷基板进行复检。
27.通过采用上述技术方案，由于抽检不可避免的存在漏检的可能性，当飞针机检测的不导电数接近不导电出点数阈值时，如果漏检存在，就有将次品错检为合格品的风险存在，因此抽样方案需要设定复检阈值k，然而复检阈值k越小，需要复检的触点数比例越大，这样导致对应的ati值就越大，而ati值增加意味着检测时间的延长，在不影响检测准确率的情况下，尽可能缩减检测时间，降低检测成本是制定抽样方案的初衷。因此综合考虑后，设定当平均检验总数(ati)为总触点数n的35％到45％区间时，该方案为最优，通过读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)，对应该平均检验总数(ati)的不导电触点数即设为复检阈值k，当k＜e≤x时，需要对该陶瓷基板进行复检。
28.可选的，所述复检方法为对该陶瓷基板的所有触点全部检测，当复检的触点次品率小于可拒接受质量水平时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。
29.通过采用上述技术方案，采用全检的方式对满足复检条件的陶瓷基板继续复检，这样复检的不导电触点数与总触点数的比值即为该陶瓷基板的触点次品率，当触点次品率小于可拒接受质量水平时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。
30.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
31.本发明提供一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，可根据客户需求快速制定抽样检测方案，该检测方案在保持交付给客户的成品维持符合要求的次品率同时，所检验的触点数量大大减少，尽可能的降低错检漏检的可能性，可有效节约检测时间，提高生产效率，具有很高的经济效益。
附图说明
32.图1是本发明的流程示意图。
33.图2是本发明步骤2采用minitab软件生成抽样方案的软件参数设置界面示意图；
34.图3是本发明一种实施例的抽检特征(oc)曲线图；
35.图4是本发明飞针机进行触点通断性测试的取样示意图；
36.图5是本发明对比经验方案的minitab软件参数设置界面示意图；
37.图6是本发明对比经验方案的抽检特征(oc)曲线图；
38.图7是本发明另一种对比经验方案的minitab软件参数设置界面示意图；
39.图8是本发明另一种对比经验方案的抽检特征(oc)曲线图；
具体实施方式
40.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。
41.本技术实施例公开一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法。
42.参照图1-8，一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，包括以下具体步骤：
43.步骤1：采集客户质量需求，包括陶瓷基板上的总触点数、可拒接受质量水平和消费者风险；
44.步骤2：厂家设定检测质量要求，包括可接受质量水平和生产者风险；
45.步骤3：根据客户质量需求和厂家检测质量要求制定抽样方案，确定抽样方案中所需样本触点数和不导电触点数阈值；
46.步骤4：使用飞针机进行触点通断性测试，得到不导电触点数；
47.步骤5：比较步骤4中测试所得的不导电触点数和步骤3中不导电触点数阈值，得到该陶瓷基板是否合格的抽样结果。
48.步骤1中的可拒接受质量水平是指客户对于该陶瓷基板是否为次品的判断标准，消费者风险，是指客户接受的所有产品中所允许的最大批次次品率。
49.步骤2中的可接受质量水平是指厂家试生产过程中的实际该陶瓷基板的触点不导电率，生产者风险是指厂家自己根据成本需求决定的可接受有多少合格成品被误检为次品最大比例；
50.根据客户质量需求和厂家检测质量要求数据，制定出抽样方案中具体的所需样本触点数大小和不导电触点数阈值。样本触点数大小指在进行抽样检测时，一次抽样检查所需抽取的样本数量。若所抽出样本触点中不导电触点数量高于不导电触点数阈值，则此片基板判定为次品，予以返修或报废，反之则需要进一步判定。
51.步骤2中，使用minitab软件生成抽样方案的所需样本触点数大小和不导电触点数阈值，具体步骤是：运行minitab软件的按属性抽样验收，选择创建抽样计划，将步骤1客户质量需求的总触点数输入到批次大小，可拒接受质量水平输入到可拒收质量水平ltpd，消费者风险输入到消费者风险beta,将步骤2检测质量要求的可接受质量水平输入到可接受质量水平aql，生产者风险输入到生产者风险alpha，运行软件即可得到抽样方案的样本数量和接受数，其中样本数量是样本触点数大小，接受数是不导电触点数阈值。
52.具体将对应的客户质量需求和厂家检测质量要求数据输入到minitab软件按属性抽样验收的创建抽样计划界面中的相关位置，运行软件即可得到抽样方案的样本数量和接受数，其中样本数量是样本触点数大小，接受数是不导电触点数阈值。
53.不导电触点数阈值是指所抽样本触点中，使用飞针机进行触点通断性测试所允许的不导电最大触点数，若实际测试出的不导电触点数超过不导电触点数阈值，则该陶瓷基板判定为次品。
54.设定不导电触点数阈值，当使用飞针机进行触点通断性测试得到的不导电触点数量大于该电触点数阈值时，判定此基板为次品，若测试得到的不导电触点数量不大于该电触点数阈值时，需要进一步判定。
55.运行minitab软件生成抽样方案时，还生成抽检特征(oc)曲线图和平均总检验数(ati)对照表。
56.通过抽检特征(oc)曲线图对步骤2的抽样方案进行评估，以判定采用该抽样方案
的情况下，对应不同的产品实际批次次品率的情况下，该批次产品能够通过客户验收的概率。
57.平均总检验数(ati)对照表的生成，为复检方案的标准提供参考。
58.当产品的测试次品率为可接受质量水平aql时，若对按抽样方案定义所检测出的次品进行复检，且复检方式为全检，则在按此抽样方案检验完所有产品后，平均每个产品需要检测的触点数量值即为平均总检验数(ati)值，简称ati值。ati值的增加意味着检测时间的延长，在不影响检测准确率的情况下，尽可能缩减检测时间，以降低检测成本，因此选定一个适合的复检阈值是衡量抽样方法是否适合的重要因素。
59.步骤5中具体采用以下方法判定抽样结果：若飞针机测试所得的不导电触点数大于不导电触点数阈值，则判定该陶瓷基板为次品；若测试所得的不导电触点数小于等于不导电触点数阈值，则需要根据平均总检验数(ati)对照表进一步判定是否需要复检。
60.由于缺陷点在陶瓷基板上均匀分布，抽取检测点时不需要考虑间隔和分布因素，可随意取点。为简化飞针机编程，采取连续取点方式。具体的，从基板四角上任意一角点开始，依次取数量等同于样本触点数的触点进行通断性测试，若这些触点中不导电触点数大于不导电触点数阈值，则可判定该基板为次品，作报废或返修处理，若测试所得的不导电触点数小于等于不导电触点数阈值，则需要根据平均总检验数(ati)对照表进一步判定是否需要复检。
61.判定是否需要复检的具体方法是：定义总触点数为n，平均检验总数(ati)为ati，步骤4中的不导电触点数为e，不导电触点数阈值为x，设定35％n≤ati≤45％n，读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)，对应该平均检验总数(ati)的不导电触点数即设为复检阈值k，当k＜e≤x时，需要对该陶瓷基板进行复检。
62.由于抽检不可避免的存在漏检的可能性，当飞针机检测的不导电数接近不导电出点数阈值时，如果漏检存在，就有将次品错检为合格品的风险存在，因此抽样方案需要设定复检阈值k，然而复检阈值k越小，需要复检的触点数比例越大，这样导致对应的ati值就越大，而ati值增加意味着检测时间的延长，在不影响检测准确率的情况下，尽可能缩减检测时间，降低检测成本是制定抽样方案的初衷。因此综合考虑后，设定当平均检验总数(ati)为总触点数n的35％到45％区间时，该方案为最优，通过读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)，对应该平均检验总数(ati)的不导电触点数即设为复检阈值k，当k＜e≤x时，需要对该陶瓷基板进行复检。
63.复检方法为对该陶瓷基板的所有触点全部检测，当复检的触点次品率小于可拒接受质量水平时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。
64.采用全检的方式对满足复检条件的陶瓷基板继续复检，这样复检的不导电触点数与总触点数的比值即为该陶瓷基板的触点次品率，当触点次品率小于可拒接受质量水平时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。
65.本技术实施例一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法的实施原理为：
66.采集到的客户需求为：基板上总触点数：728个，消费者风险为5％，可拒接受质量水平为5％，厂家设定的可接受质量水平为1％和生产者风险为2.5％，
67.运行minitab软件的按属性抽样验收，选择创建抽样计划，将可接受质量水平为1％输入按属性抽样验收中的可接受质量水平aql(单位为％)，将可拒接受质量水平为5％
输入可拒收质量水平ltpd(单位为％)，将陶瓷基板上的总触点数728输入批次大小n，生产者风险2.5％输入到生产者风险alpha,消费者风险5％输入到消费者风险beta。运行minitab软件即可导出符合要求的样本数量208和接受数5，其中样本数量208即是所需抽样的样本触点数大小，接受数5即是不导电触点数阈值，具体输入界面如图2所示，生成抽样方案和抽检特征(oc)曲线图如图3所示。
68.同时生成的平均总检验数(ati)对照表如表1所示：
69.表1
70.不导电触点数平均检验总数ati2387.43289.54238.85217.9
71.设定35％n≤ati≤45％n，带入n＝728，得到254.8≤ati≤327.6，读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)为289.5，对应该平均检验总数(ati)289.5的不导电触点数为3，即设为复检阈值k＝3，当3＜e≤5时需要对该陶瓷基板进行复检，即检测不导电触点数为4和5时需要对该陶瓷基板进行复检，复检的方式为全检。
72.得到抽样方案的样本触点数大小208、不导电触点阈值5和复检阈值3后，开始对该批次陶瓷基板进行检测，依次将待检单片陶瓷基板装夹在飞针机，设定飞针机的测试轨迹为从待测陶瓷基板四角上任意一角点开始，依次进行测试，检测轨迹如图4所示，测试触点数设置为样本触点数208，即可开启飞针机完成测试。
73.抽检208个触点，若其中缺陷点数大于5个该基板即可判定为次品。
74.测试完成后，得到不导电触点数，若不导电触点数为0-3个，则可直接判定该片陶瓷基板为合格品；
75.若不导电触点数为4和5个时，需要对对该陶瓷基板进行复检，复检时，当复检的不导电触点数与总触点数的比值即为该陶瓷基板的触点次品率，当触点次品率小于可拒接受质量水平5％时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。
76.对该批次陶瓷基板检测完成后会得到一个该批次陶瓷基板的次品总数，次品总数除以该批次陶瓷基板的总数即为该批次产品的次品率。客户根据该批次产品的次品率进而判定该批次产品是否合格。
77.根据抽检特征(oc)曲线图可以看到，采用该抽样方法，当实际该批次的陶瓷基板次品率达到1％时，其通过质检验收的概率超过95％，次品率达到2％时，其通过质检验收的概率也能达到75％，认定该抽样方案的制定具有较高的可行性和通过质检验收的预期。
78.下面，通过修改方案来对抽样方案进行比较其可行性：
79.评估抽样方案通过minitab软件的计算，与经验方案相对比：
80.经验方案1：严格抽样，提高质量需求。由于在生产实践中，在触点通断性这一点上可以做到1％的测试次品率，故可根据经验设计抽样方案为，在抽取样本中不导电触点数(即次品率)高于1％时，即判定为次品。
81.运行minitab软件的按属性抽样验收，选择比较用户定义的抽样计划，将可接受触点次品率1％输入按属性抽样验收中的可接受质量水平，将可拒接受批次次品率5％输入可
拒收质量水平，将样本数量输入之前的抽样方案生成的数值208，将可接受个数由5调整为2，批次大小依然是该片陶瓷基板的总触点数728，其具体输入界面如图5所示，生成抽样方案和抽检特征(oc)曲线图如图6所示。
82.根据抽检特征(oc)曲线图结果，即使测试次品率确实达到1％，良品被误检为次品的概率也高达34.5％，即采用此种严格方案会导致大量良品被误检为次品，导致浪费。
83.经验方案2：宽松抽样，在抽取样本中不导电触点数(即次品率)高于5％时，即判定为次品。
84.运行minitab软件的按属性抽样验收，选择比较用户定义的抽样计划，将可接受触点次品率1％输入按属性抽样验收中的可接受质量水平，将可拒接受批次次品率5％输入可拒收质量水平，将样本数量输入之前的抽样方案生成的数值208，将可接受个数由5调整为10，批次大小依然是该片陶瓷基板的总触点数728，其具体输入界面如图7所示，生成抽样方案和抽检特征(oc)曲线图如图8所示。
85.可以看出，当测试次品率为5％时，这一抽样方案会导致53.2％的次品被检为良品，远远超出客户允许范围，会导致严重的质量问题。
86.因此，通过oc曲线需求参数反推出的抽样方案，相较传统经验方式得出的抽样方案，具有显著的优势。
87.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：包括以下具体步骤：步骤1：采集客户质量需求，包括陶瓷基板上的总触点数、可拒接受质量水平和消费者风险；步骤2：厂家设定检测质量要求，包括可接受质量水平和生产者风险；步骤3：根据客户质量需求和厂家检测质量要求制定抽样方案，确定抽样方案中所需样本触点数和不导电触点数阈值；步骤4：使用飞针机进行触点通断性测试，得到不导电触点数；步骤5：比较步骤4中测试所得的不导电触点数和步骤3中不导电触点数阈值，得到该陶瓷基板是否合格的抽样结果。2.根据权利要求1所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：所述步骤2中，使用minitab软件生成抽样方案的所需样本触点数大小和不导电触点数阈值，具体步骤是：运行minitab软件的按属性抽样验收，选择创建抽样计划，将所述步骤1客户质量需求的总触点数输入到批次大小，可拒接受质量水平输入到可拒收质量水平ltpd，消费者风险输入到消费者风险beta,将所述步骤2检测质量要求的可接受质量水平输入到可接受质量水平aql，生产者风险输入到生产者风险alpha，运行软件即可得到抽样方案的样本数量和接受数，其中样本数量是样本触点数大小，接受数是不导电触点数阈值。3.根据权利要求1所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：所述不导电触点数阈值是指所抽样本触点中，使用飞针机进行触点通断性测试所允许的不导电最大触点数，若实际测试出的不导电触点数超过不导电触点数阈值，则该陶瓷基板判定为次品。4.根据权利要求2所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：运行minitab软件生成抽样方案时，还生成抽检特征(oc)曲线图和平均总检验数(ati)对照表。5.根据权利要求1所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：所述步骤5中具体采用以下方法判定抽样结果：若飞针机测试所得的不导电触点数大于不导电触点数阈值，则判定该陶瓷基板为次品；若测试所得的不导电触点数小于等于不导电触点数阈值，则需要根据平均总检验数(ati)对照表进一步判定是否需要复检。6.根据权利要求4或5所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：判定是否需要复检的具体方法是：定义总触点数为n，平均检验总数(ati)为ati，所述步骤4中的不导电触点数为e，不导电触点数阈值为x，设定35％n≤ati≤45％n，读取平均总检验数(ati)对照表，找到符合要求的平均检验总数(ati)，对应该平均检验总数(ati)的不导电触点数即设为复检阈值k，当k＜e≤x时，需要对该陶瓷基板进行复检。7.根据权利要求6所述的一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，其特征在于：所述复检方法为对该陶瓷基板的所有触点全部检测，当复检的触点次品率小于可拒接受质量水平时，判定该陶瓷基板为合格品，否则判定该陶瓷基板为次品。

技术总结
一种提高陶瓷基板性能检测效率的抽样方法，步骤1：采集客户质量需求，包括陶瓷基板上的总触点数、可拒接受质量水平和消费者风险；步骤2：厂家设定检测质量要求，包括可接受质量水平和生产者风险；步骤3：根据客户质量需求和厂家检测质量要求制定抽样方案，确定抽样方案中所需样本触点数和不导电触点数阈值；步骤4：使用飞针机进行触点通断性测试，得到不导电触点数。可根据客户需求快速制定抽样检测方案，该检测方案在保持交付给客户的成品维持符合要求的次品率同时，所检验的触点数量大大减少，可有效节约检测时间，提高生产效率，具有很高的经济效益。高的经济效益。高的经济效益。


技术研发人员：刘松坡 王哲
受保护的技术使用者：湖北利之达电子科技有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8