壓電石英晶片角度分選結(jié)果復(fù)檢現(xiàn)狀分析

朱春明

【摘? 要】基于大批量晶片角度分選，論文對(duì)技術(shù)裝備現(xiàn)狀、角度分布的客觀規(guī)律及角度分選后表現(xiàn)出的一些固有特征進(jìn)行客觀分析。

【Abstract】Based on the angle sorting of a large batch of discs， this paper objectively analyzes the current situation of technical equipment， the objective law of angle distribution and some inherent characteristics shown after angle sorting.

【關(guān)鍵詞】大批量;復(fù)檢;分檔范圍;兩面差;隨機(jī)性;正態(tài)分布

【Keywords】large batch; re-examination; grading range; two side difference; randomness; normal distribution

【中圖分類號(hào)】TB302? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）08-0177-02

1 引言

隨著壓電石英晶片小型化（SMD），其對(duì)晶片角度管控越來越嚴(yán)格，以應(yīng)對(duì)溫頻特性的嚴(yán)苛要求。在實(shí)際操作中，由于對(duì)晶片角度理解差異，造成供需雙方對(duì)角度分檔判定出現(xiàn)爭(zhēng)議。本文通過對(duì)壓電石英晶片分選角度的普遍規(guī)律性分析，結(jié)合舉例說明，力求探明其表征背后的真正根源。

2 產(chǎn)品現(xiàn)狀

壓電石英晶片主要以AT切型為主，角度大致分布范圍是34°45′～35°30′。

尺寸大致分兩種：中板片，X向（20～33mm）×Z向（20～29mm）;小片，X向（5～15mm）×Z向（10～12mm）;切割厚度：0.08～0.60mm。

測(cè)試AT切晶片角度的設(shè)備主要有丹東Ⅳ型機(jī)（手動(dòng)）、臺(tái)州博信全自動(dòng)分選機(jī)、德國(guó)EFG等。

3 關(guān)鍵指標(biāo)：晶片兩面差

理想狀態(tài)下，單個(gè)壓電石英晶片兩個(gè)主面角度應(yīng)當(dāng)相同。但實(shí)際上其兩面角度并不完全相同，主因是切割過程中產(chǎn)生的彎曲度（或翹曲度）。

4 重要影響因素：角度系統(tǒng)差

首先，壓電行業(yè)內(nèi)晶片角度無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一般由供需雙方相互確認(rèn);其次，因供需雙方的測(cè)試設(shè)備、人員、X射線管老化程度、蝸輪蝸桿及定位工裝磨損程度等因素差異，客觀存在一個(gè)雙方角度系統(tǒng)差，即雙方在測(cè)試同一個(gè)晶片同一面同一點(diǎn)時(shí)的讀數(shù)差值，此差值在短期內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。影響因素還包括：①角度段差異，主因是不同位置蝸輪蝸桿磨損程度不同造成;②厚度差異，主因是測(cè)試時(shí)采用負(fù)壓固定，晶片厚度與彈性變形負(fù)相關(guān)。

5 驗(yàn)貨角度檢測(cè)

中板片，因外形尺寸較大，客戶會(huì)要求在晶片指定方向做硬標(biāo)識(shí)：一般+X倒大角，這樣可以約定測(cè)試面和方向，大幅消除測(cè)試差異。

小片，因外形尺寸較小，一般只做四角保護(hù)性倒角，無法約定測(cè)試面與方向，故實(shí)際測(cè)試時(shí)，只能隨機(jī)測(cè)試兩個(gè)主面之一，無法保證供需雙方測(cè)試的一致性。

6 理論一：正態(tài)分布（Normal distribution）

大批量加工一般服從正態(tài)分布，具有兩個(gè)參數(shù)μ（算術(shù)平均值）和σ（標(biāo)準(zhǔn)差）。常規(guī)圖形如圖1所示。

7 理論二：每個(gè)硬幣都有兩面（A coin has two sides）

以小片X（14mm）×Z（11.2mm）為例，因該規(guī)格晶片外觀上無明確標(biāo)識(shí)，故在大批量角度分選時(shí)，只能隨機(jī)測(cè)試其中一面。因此，還需要引入一個(gè)基礎(chǔ)理論：每個(gè)硬幣都有兩面，即拋擲一枚硬幣落地后，其出現(xiàn)正反面概率，理想狀態(tài)下，勻質(zhì)硬幣其正反面概率接近各為50%的趨勢(shì)。

8 單檔晶片角度中心計(jì)算公式

單檔晶片角度中心=（a1+a2+…+an）/n。其中，an為某片單次任一主面實(shí)測(cè)角度值，n為落入該檔晶片總數(shù)。

9 舉例說明

客戶要求：15″/檔分選包裝、單片兩面差≤30″ 100%，則正常批量加工分選，首次全數(shù)分選的各檔位內(nèi)晶片的實(shí)際角度有如下特征：

任一檔內(nèi)所有晶片均至少有一面角度在該檔范圍，因晶片兩面角度差值在30″以內(nèi)，假設(shè)該檔晶片為0檔（可以表1為參考），該檔晶片另一面角度值可能分布在-2、-1、0、+1、+2檔。

復(fù)檢時(shí)晶片會(huì)進(jìn)入上述哪個(gè)檔，影響變量分別是：晶片兩面差、分檔范圍、取樣隨機(jī)性、測(cè)試晶片兩主面隨機(jī)性。說明如下：

①如果晶片兩面差控制在0～15″以內(nèi)，分檔范圍為15″/檔，則抽檢角度中心會(huì)落在-1、0、+1，最多可能偏一檔。即兩面差越小，對(duì)該檔抽檢時(shí)，重回原檔的概率越大。

②如果晶片兩面差控制在0～30″以內(nèi)，但分檔范圍為30″/檔，則抽檢角度中心亦會(huì)落在-1、0、+1。即單檔角度范圍越大，對(duì)該檔抽檢時(shí)，重回原檔的概率越大。

再根據(jù)表1中實(shí)際出現(xiàn)的狀況為例進(jìn)行分析。

可以看出，除-1檔，其他各檔在客戶進(jìn)行入廠抽檢時(shí)均出現(xiàn)偏檔，且有5個(gè)檔位出現(xiàn)跨檔偏的現(xiàn)象，但總趨勢(shì)均朝向-1檔。結(jié)合上述相關(guān)理論，分析如下：

①說明：此批為供方二次分選的產(chǎn)品。

②偏檔原因：二次分選是再次對(duì)該檔晶片的兩面進(jìn)行隨機(jī)測(cè)試，故該檔一部分另一主面角度不在該檔范圍的晶片將會(huì)被該檔剔除：如果不是中心檔，因晶片整體角度呈正態(tài)分布，則結(jié)果將大概率趨向中心角度，這與整體的角度集中度有關(guān)，角度越集中，則正態(tài)曲線越陡峭，趨向中心角度的概率越大。

需要說明的是，如果客戶抽檢發(fā)現(xiàn)各檔位均向一個(gè)方向偏，則應(yīng)考慮是雙方角度系統(tǒng)差有變化，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行再確認(rèn)。

舉一個(gè)極端例子：當(dāng)該批產(chǎn)品角度切割非常集中時(shí)，即均有一面角度在0檔，那么進(jìn)行第一次全數(shù)分選后，進(jìn)入±2檔的晶片，在進(jìn)行再次分選時(shí)，按平均概率計(jì)，將有50%的晶片會(huì)返回0檔，那么依該±2檔的抽檢數(shù)據(jù)得出的結(jié)論就是該檔的角度中心偏2檔。

10 結(jié)論

綜上所述，對(duì)批量分選角度的晶片某檔進(jìn)行抽檢時(shí)，其偏檔影響因素與規(guī)律歸納如下：

①σ值即標(biāo)準(zhǔn)差。整批產(chǎn)品首次角度分選，σ值越小，代表其正態(tài)分布曲線越陡峭，則抽檢時(shí)其左右各檔偏向中心的趨勢(shì)概率越大，而重新分選的批次由于是優(yōu)中選優(yōu)，會(huì)加劇這種趨勢(shì)。

②單檔角度范圍取值跨度。單檔角度范圍取值跨度越小，則對(duì)其單檔抽檢時(shí)出現(xiàn)偏檔的概率越大。

③單片兩面差值。其值越小，出現(xiàn)偏檔的概率越小，當(dāng)然，這與單檔范圍值的大小如何確定有關(guān)，不能單一而論。

對(duì)上述三個(gè)關(guān)鍵因素而言，標(biāo)準(zhǔn)差和兩面差都與加工產(chǎn)線的裝備水平、工藝路線等因素有關(guān)，只要這些因素穩(wěn)定，這兩個(gè)指標(biāo)就相對(duì)穩(wěn)定。

在實(shí)際操作中，以上三個(gè)指標(biāo)往往是相互關(guān)聯(lián)影響，因此，對(duì)于抽檢時(shí)出現(xiàn)的偏檔現(xiàn)象，要結(jié)合相關(guān)影響因素進(jìn)行綜合判定，才能作出客觀準(zhǔn)確的判斷。