作者：Brian Prescott
在通常情况下，目前的涂敷平台都用西格玛值来表示X/Y的重复精度，或者胶点的涂敷精度。这些技术规范并没有考虑到定位机构产生的误差，而它恰恰会对最终的准确度和重复精度起到决定性的作用。许多因素都会对定位的准确性产生影响，其中包括X/Y台架、摄像头定标、基准误差和摄像头与涂敷针之间的计算偏移量。要想测定涂敷平台真正的机械性能，其中包括用Cpk值来表示的定位精度，就必须研制出一套能够把对测试结果产生影响的因素都考虑进去的测试方法。一种用于涂敷平台的系统*包含在相对明确的目标的基板上的涂敷材料的准确度。有了这个系统，就可以确定平台性能，并且可以更好地了解这个平台在各种不同的情形下是如何工作的。
这项测试使用一种非常稳定的基板，它的表面刻有清楚的基准。这个基板是用浮法制作的玻璃材料，它的光学性能良好，透明度很高，而且具有良好的热稳定性，宽240mm，长330mm。并且，它把直径尺寸1.5mm的黑色基准标记刻在基板的四个角上。光学检查系统知道它们的相对位置，对它们作了检验。把玻璃基板装入系统，升到一定的位置，像固定印刷线路板（PWB）一样把它固定起来。然后安装适合涂敷胶点的注射泵，同时执行常规的标定工作。由系统得到基准，并得到它们的准确间距，然后涂敷胶点。按照下侧基准，形成一个八行高九列宽的均匀的涂敷胶点栅格，左下侧基准是基准点，而右下侧基准与图形呈一定的角度排列。胶点的特征（高度、大小和位置）是高速涂敷必不可少的数据。
为了保证在实际生产环境可以得到相同的结果，所编制的涂敷程序应当接近产品实际的典型图案。SMT粘合剂的触变性和粘性通常很大。这就意味着在测量过程中，胶点将保持它们在玻璃上的形状和位置。当图案涂敷到玻璃基板上后，接着放到测量系统上。测量系统自动寻找基准并且测量胶点相对基准的位置。下面例子是这种测试和测量的结果。

分析测量结果
这种测试方法简化了误差诊断：Cp和Cpk都较低（图1，左上，蓝点），这是最糟糕的情况。机器既不能重复涂敷，也不能对正目标。通常造成这些结果的原因是：

● 不牢靠的台架；
● 所使用的涂敷技术；
● 设置不当；
● 电路板固定不当；
● 摄像头与涂敷针之间的偏移量计算不准确；
● 寻找基准的技术或者模型差。
高Cp或者低标准偏差值和低Cpk 值（图1 中间的红点）表示：
● 摄像头与涂敷针的校准差；
● 基准对准差。
由于这些情况，分组的图形达不到预期的结果。要想系统运作情况良好，必需对会影响目标图形的系统部件进行改进。
较高的Cp和Cpk值（图1，下方右侧，绿点部份 ），这是最理想的结果。这个系统具有较高重复性，而且可以很好地集中对正。表1表明Cpk值小于X轴的Cp值。X轴的Cpk值表示机器具有良好的准确性。Y轴的Cp和Cpk表示这些条件是可以控制的，而且具有六西格玛的可靠性。图2的柱状图显示了X轴与Y轴的分布情况。值得注意的是钟形曲线既陡又窄。这是两个轴向性能良好的标志。

Cp和Cpk为什么那么重要？
我们可以通过检验一项典型的高精度涂敷任务来分析如何用Cp和Cpk来表示设备完成了任务。在许多高密度的产品中，倒装芯片和相邻的无源元件之间的空间非常有限。涂敷的难题是由于在不接触芯片的情况下把涂敷针伸入到这个缝隙里，并且不断地把底部填充材料注入到缝隙中，否则会污染芯片的顶部。如果这个缝隙只有0.5mm宽，涂敷针的直径为0.25mm，那么，涂敷针插入后，只剩下0.25mm的空隙。这0.25 mm（或者±0.25mm）变成这个工艺技术规范的限制。更大的偏移还会导致涂敷针或者不断敲击芯片或者污染周围的元件的结果。Cp的大小表示在具体位置确定的情况下，可以得到什么样的可重复性。Cpk包含这重复精度以及目标偏差。这是唯一真实的系统性能表示方法。

结论
在机械上有很多因素会引起液料涂敷出现偏差。可以通过用试验来确定平台有哪些机械上的因素会引起偏差。平台系统和支架系统是采用大型支撑结构、刚性轴承和高分辨率线性反馈元件来设计的，从而可以得到更高的刚度和更好的响应。使涂敷偏差小而且集中对准。设计良好而且配有视觉检查系统以及灵活的算法可以为控制器提供高质量的定位信息，从而得到很高的对正精度。无论涂敷的是相对于基准的胶点，还是芯片边缘的底部填充胶线条，都将得到有效的改善。
组装设备用户并不需要添置补充专用设备和方法，但是要确认设备供应商是否对这些设备和方法了如指掌。同时，第三方服务商也可以提供同样的信息**。

* 系统总精度的测试方法，Speedline Technologies公司；
** CeTaQ美国公司。

作者简介
Brian Prescott是Speedline Technologies公司高级开发部高级工程师，电话：（1）508-520-0083，电子信箱：bprescott@speedlinetech.com。