从ODM企业到EMS企业的产品种类多，设计更改频 繁，新型产品如手机，PDA等要求生产设备满足器件（零 部件）的小型化、高温、高精度、高准确度和高产量的要 求。因此，设备制造商每天都在面对这样的需求，通过对 设备的不断升级，用最短的时间、最低的成本达到客户的 要求，并提高在市场上的竞争力。

设备柔性依靠其特性、选项、升级、改变工艺模式等 来实现；而客户柔性则依靠工艺知识、全球支持体系和持 续不断的创新产品加以实现。

常用流体涂敷材料及其应用
涂敷就是将流体状态的材料涂敷在物体表面，用来保 证零部件的物理性质不变。助焊剂是一种氧化还原剂，其 作用是去除零部件表面氧化层并防止焊料在回流过程中氧 化，它通常与溶剂混合在一起，使其粘性减小，润湿性增 大，涂敷在器件表面后，溶剂挥发，留下有粘性的助焊剂 在器件表面，理想状态下，回流后助焊剂残留物很少或没 有，或是通过回流后的清洗工艺，减少或清除助焊剂残留 物。助焊剂与溶剂配比要达到以下平衡：其中的助焊剂防 止氧化，添加适量溶剂作用在于降低成本，便于涂敷，同 时助焊剂涂敷在物体边缘时，可以控制助焊剂涂敷范围， 不损害周边器件。

在倒装芯片或BGA上涂敷助焊剂，是利用助焊剂的粘 性，将器件固定在被焊接的位置，正常工艺条件下，希望 涂敷的助焊剂厚度为5～25mm, 用于器件边缘定位时厚度 可为0.5～2mm, 为保证与其它设备的在线速度一致性，助 焊剂点涂速度为1000～2000单位/小时（UPH）。有些情况 下，点涂在某些点上的助焊剂点直径要在0.3～0.5mm 之 间。通常情况下，助焊剂封存在容器内并置于特定的温度 环境里，使用时要求较精确地控制温度以满足工艺要求。

生产使用的助焊剂通常为蜡状或聚酯状，这类材料须 存放在特定温度下，在70～150℃之间为液态，该材料可在 某些温度范围内起临时固定作用，并通过加热使其液化， 该材料使用过程中要求为液态并提供产品功能要求（如医 疗设备）。

晶圆切割之前涂敷一层节点保护材料，流体涂敷在 每排芯片之间，降低切割风险，流体材料要求点涂成连续 的、宽为0.2～0.3mm 之间的直线。

很多环氧材料，如用于表面粘片（SMA）、BGA边角绑定材料、芯片周边封装材料，改变其物理形态可改变其 硬度。这种类型的材料被加热时，环氧树脂材料变得更具 流动性，可进行点涂、封装，此时树脂材料可被点涂成8 纳 升（nl）、直径是0.3mm 的点，用于粘着SMA 器件，或点 涂成0.5mm 宽的连续线段，保护器件周边。

其它类型的环氧树脂，如封装材料和底部填充材料， 事先按一定比例混合好并冷冻储存。生产使用时，先解冻 并有4～48小时的有效使用时间，液体粘性变化很快，设备 必须有适应材料粘性变化的能力。该类型的材料中常有硅 或氧化铝，缩小材料间热膨胀系数（CTE）的差异或增加材 料导热性。点涂设备必须满足这些材料的要求，如RF器件 下的通孔中，要求点涂的点直径为0.5mm, 点与点之间距离 为0.3mm, 高速、高产能的产品要求点涂工艺可以实现3000 UPH 的点涂速度。

含银的环氧树脂一般用于实现电气连接、热传导，或 兼而有之；可以点涂0.15mm 直径的点实现电气连接，亦可 涂敷成25mm2 的面积实现节点表面接触。

很多组装好的线路板要求表面涂敷，涂敷材料包括： 溶剂基丙烯酸材料、环氧树脂材料或其它组合材料——有 干燥、防潮、防UV、隔热作用，也有防物理、化学特性变 化的作用，常用涂敷层厚度依据需求可在10～125mm范围 内。

填充及密封材料用于电气—机械装置（如压力传感 器），电—光转换装置（LED灯、相机、显示技术），电— 化学装置等领域。涂敷层的厚度由涂敷方式及涂敷工艺决 定，流体材料在不同材质表面被挤压时的流动模式是决定 流体材料涂层范围的关键因素。

涂敷设备
一种类型的涂敷设备不可能完成上述所有涂敷应用要 求，设备供应商及其用户必须灵活地将各种技术和专业知 识加以组合运用，或通过改装设备来提高设备的运行效益。

喷涂设备
作为一种常用的技术，喷涂应用于很多领域。其原理 简述如下：容器在压力作用下，从喷嘴快速喷出离散的流 体涂敷材料。喷涂设备最大的优点就是速度快，在器件表 面喷涂时无需时间等待（图1），Z轴的快速运动可实现高 喷涂效率。

喷涂设备的另一大优点是可实现针头涂敷很难覆盖的 范围，它可以很方便地喷涂到异形器件的周边、RF 屏蔽罩 下或是排列紧密的空隙内。

因喷射出的流体材料有一定的速度，因此可高质量喷 涂成线性，喷涂在器件角落、小的润湿区域、高密度器件 之间。

上百种的粘性在1mpa-s(毫帕-秒)到100,000mpa-s的 流体涂敷材料应用在生产线上千种的喷涂设备上，喷射流 体点的体积可以从皮升（pl）到几百毫升（ml）。因此喷涂 设备是涂敷设备中能力范围最大的设备之一。

点涂设备
针头点涂时，流体从针头流出直接点到基板上，针头 回缩时因基板表面张力作用，点涂材料流线被拉断并留在 基板上的点涂材料形成一个点。流体材料可由活塞泵、螺 旋丝杆泵、气压泵或其它类型的泵挤出。

针头点涂速度比喷涂慢，但可以点出比较小的点及 较细的线段，使用焊膏或含银的环氧材料时可以实现小于 0.25mm 的点。

喷雾设备
选用液体材料进行表面涂敷时，大多采用喷雾涂敷。 雾化模式可以是无气式、气体辅助式、超声或几种方式的 组合。喷雾涂敷的最大优点是可以在物体表面涂成薄薄的 一层，用于喷雾涂敷的流体材料粘性在1～300mpa-s之 间，该种涂敷方式涂敷的表层材料厚薄范围较大，可以实 现从1～75mm 之间的薄层，如果要求涂敷层再厚一些，则 可以选择多次喷涂。这种喷雾模式的缺点是缺乏选择性， 喷雾时边缘涂敷精度难以精确控制、液体完全喷到和无法 喷涂的距离在1～5mm之间，通常喷雾涂敷会影响到周边器 件，可能会存在安全隐患。

非雾化设备
涂敷也可以通过非雾化的方式进行，如薄膜涂敷设 备、旋涡式涂敷设备，边缘精度小于0.7mm 时涂敷速度可 达500 mm/秒 ,但这些设备只能涂敷液体粘性较小的材料， 薄膜粘性小于100pas,涂敷厚度最小只能达到200mm（溶剂 挥发之前的厚度），旋涡式涂敷设备涂敷范围广一些，但边缘精度不高。

液体的处理方法
更广泛的涂敷范围要求更多的液体材料供选用，以满 足不同的生产需求。

容器规格
因液体涂敷材料有一定的使用寿命，容器尺寸设计时 要考虑到流体材料的使用寿命，如果容器过小，生产会因 更换材料而被迫中断，影响产能；如果容器过大，容器中 的流体还没有用完就已过期，造成浪费。所以，容器尺寸 设计合理很重要，常用容器规格为3毫升～1升。

对某些使用寿命较长的流体材料，容量最大为20升， 从容器中取材料时注意防止材料的挥发与污染。湿度敏感 的涂敷材料通常用高压袋做容器。

UV 敏感、湿度敏感、易气化的涂敷材料
使用UV 固化设备及除湿固化设备时要注意以下几点： UV固化系统应将正在涂敷的液体材料、容器置于UV照不 到的地方；而对湿度敏感材料，设备要充干燥的氮气作为 保护材料或将液体材料封装在袋子里面，以免受湿气的影 响。高压袋能防止挥发，但涂敷时材料中会有气泡。

UV 固化时，涂敷在器件上的流体材料中不能含有自由 移动的离子，因此要求液体涂敷材料的生产厂家提供涂敷 材料成分表。

温度控制
流体材料使用过程中温控分三个阶段：容器中、涂敷 过程中、涂敷到基板上。

涂敷时容器被加热，使其中的涂敷材料融为液体， 加热的容器可降低液体的粘性使其容易流动；流体使用时 间超过其使用寿命时，要降低容器的温度。为保证生产 过程中材料的质量及稳定性，涂敷材料应在使用时加热或 冷却，对基材的要求也是如此。湿度级别及材料应用温度 曲线通常受基材温度的影响，底部填充、封装工艺也是如 此，要求被涂敷的部件温度在50～100℃ 之间。

清洁维护
涂敷设备自身清洁也是非常重要的一个环节，涂敷材 料潮湿时易于清洁且成本较低，一旦留存在设备中的涂敷 材料变硬，清洁起来非常困难且易造成设备损坏。

自动点涂设备
点涂设备的主要成本在点胶头上，因此，设计优良的 点胶头可以降低设备的总体使用成本。典型应用中应考虑 的主要因素如下：

位置精度
点胶头的控制精度范围通常是±10～±125mm，很多 客户通过电机控制其点涂精度，因点涂精度直接决定涂敷 材料被点涂的位置。精度是由器件位置较准、重复精度、 点胶头的电机控制系统之间的协调等因素综合决定的，所 以速度和点涂精度成了衡量设备指标的两个重要因素。系 统的精确度选择可以为多种应用提供更好的柔性，自动视 觉系统可降低设备的成本，但会减小设备运行速度。

Z轴定位精度非常重要。对于点涂精度来说，针头与物 体表面之间的距离可以影响到胶点的精度，大多数自动点 涂设备安装有机械或视觉表面检测装置。而对于喷涂设备 或喷雾设备，Z轴的定位精度就不是那么重要了。

零部件的处理方法
每一种涂敷设备可以完成多种零部件的涂敷，而每一 个零部件可以用几种涂敷方式完成，如涂敷设备可以通过 配件选择完成组装线路板、器件封装、晶圆、或薄膜结构 的涂敷。 设备可以像烘箱那样一批一批地进行涂敷，也可 以通过传送带自动涂敷。零部件的温度及静电释放要列为 考虑的重点。预热部分可以让零部件达到适当的温度，减 少应力，缩短加热时间，增加产能，预热方式可以是底部 和顶部同时加热。

双导轨设备可以提高产能（图2），该设备可以双向工 作，也可以单向工作，通常这一选项是在购置设备之后增 加的，但应在做采购计划时加以考虑。

产能标准
设备的生产能力由选择的配件决定，设备配置应保证 生产产量、涂敷精度、风扇宽度（薄膜涂敷），涂敷工艺 优化可以增加产能，降低成本。通过以上考虑可以推算投 资回收的时间。高价格的零部件保护/高产能使得涂敷设备 的购置物有所值，可以提高整个生产线的产能。

安全事项
安全注意事项倚赖于设备运转的环境及涂敷的材料类 型，设备使用要严格按照国际惯例，工艺参数的设定可参 照说明，不要与设备要求相冲突，当使用易燃材料时注意环境的通风设施。

软件
所有的系统都应由软件连接，并具有互操作性。软件 要简单易懂，灵活配置，并可移植。工艺参数的设置可以 从实验室传输到生产线上使用的设备上，或从批量生产设 备传输到不同硬件配置的单台设备上(图3)。软件要适用于 各种数据选项，CAD输入模式，SECS GEM 界面，以确 保适用于各种应用要求。

技术支持
今日的生产环境，全球技术支持显得很重要。技术支 持要保证设备正常运行并对工艺设定提供帮助，协助生产 厂快速适应产品转换及工艺参数的调整。强大的全球性技 术支持团队为世界各地的涂敷设备用户提供技术支持,希 望我们的工作对你的生产、你的工艺问题的解决有所帮助!

Al Lewis

图1

图2

图3