如何计算Cmk值(设备能力指数)？
现在产品的总趋势是小型化，同时需要提高性能，降低成本，这必然导致SMT各个领域都有更大的工艺发展。例如，高性能贴装系统的用户希望供应商有新的发展，这可以大大增加贴装产量，同时提高贴装精度。就贴装最重要的方面:贴装精度而言，用户希望指定的设备参数值能够保持几年不变。这些规定值通常用作机器能力测试(MCT)的一部分，在供应商处为安装机器的客户进行检查。
MCT过程
安装系统的标准偏差和标称值的平均偏差是安装精度的两个核心变量，作为MCT的一部分进行测量。MCT按以下步骤进行:首先，将一定最小数量的玻璃元件附着到玻璃板上的粘性膜上。然后用高精度测量机测量所有安装好的玻璃组件在X、Y、θ方向的安装偏差。然后，测量机计算相关位置轴X、Y和θ上的安装偏移(标称值的平均偏差)。
图1中图示的MCT结果给出了以下核心安装精度值:
标准差= 8？m
安装偏移= 6？m
图一。MCT结果的图形表示
通常，我们可以预期安装偏差符合正态高斯分布，允许转换到更大的统计基数，如3或4σ。对于常用的统计基数，上面指定的安装系统有32？m的准确性。
通过将得出的精度与要求的公差极限进行比较，可以评估机器对特殊要求的适用性。机器能力指数(CMK)已被证明是最适合这一点的。它通常用于评估机器的过程能力。
一旦定义了规格上限(USL)和规格下限(LSL)，就可以使用cmk来计算安装精度。
由于极限值一般是对称的，我们可以用简化的规范极限SL=USL=-LSL进行计算，如图1所示。
Cmk=规格极限-安装偏移3x标准偏差= 3SL-？3σ
以下cmk结果是针对图1中提出的条件和客户定义的50？m规格限制。
cmk= SL-？3σ = (50-6)?m 24？m =1.83
因此，cmk评估安装位置相对于三倍标准偏差值的离差和平均偏差(安装偏差)。
在实践中，我们如何处理统计变量σ、cmk DPM、每百万缺陷数(DPM)？在今天的电子制造中，希望cmk大于1.33，甚至更大。1.33的cmk也说明工艺能力达到了4σ。6σ流程能力是当今常见的要求，这意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中，由于实际原因使用DPM，因为每个缺陷都会产生成本。统计基数3、4、5和6σ与相应的每百万缺陷率(DPM)之间的关系如下:
3σ= 2700 DPM 4σ= 60 DPM 5σ= 0.6 DPM 6σ= 0.002 DPM
下面是其使用的一个实际例子:在要求最大封装密度的应用中(比如手机)，0201元器件的贴装精度要求可能是75？m .
第一种情况:我们依赖75？m/4σ的安装精度。在这种情况下，我们希望一百万个装置中不超过60个超过75个？m的窗户。
在第二种情况下，MCT根据特定规格限制产生1.45的cmk。因为1.33的cmk精确地定义了一个4σ过程，所以我们可以预期由于安装偏差引起的缺陷率小于60 DPM。
安装偏移的优化
在SMT生产过程中，如果怀疑印刷电路板上的整个贴装特性由于外部机械的影响而在特定方向上移动过多，则必须重新校准贴装设备。因此，必须尽可能降低安装偏移。具有大量安装系统的表面贴装元件(SMD)的电子制造商以类似于MCT的方式优化安装偏移，并使用其他测量机器。在相关位置轴X、Y和θ上获得的安装偏移结果被手动输入到安装系统中进行补偿。
下面描述的是结合在贴片机中的贴装偏移优化方法。
这里的想法是允许类似的测量程序在安装系统上运行，安装系统通常是MCT的一部分。目的是机器找到X、Y和θ的安装偏移，然后以不会出现偏移的方式使用它。
整个过程如下进行:用双面胶将最大数量的玻璃元件(如48个)贴在玻璃板上。每个玻璃元件的外边缘都有一个参考标记。板上还有一个参考标记，紧挨着元件的参考标记(图2)。
[img]
图二。找出安装偏移的原理。
安装后，PCB照相机立即连续拍摄电路板和元件上相应参考标记的四张照片。然后，由评估程序计算并被用户接受的X、Y和θ安装偏移量被传输到相关的机器数据存储区。不再需要使用传统的手动位移输入。因为集成方法使用相对测量而不是绝对测量，所以安装系统的位置精度和动态响应不会对结果的质量产生不利影响。只有PCB摄像头的图像分辨率和质量才重要。因此，所描述的专利方法具有测量机的特征。
以下示例显示了如何使用集成布局偏移优化将1.33的cmk提高到1.92。
假设以下初始条件:
SL = 50？m
标准差= 8？m
安装偏移= 18？m
原始cmk:
cmk= SL-？m 3σ = (50-18)？m 24？m =1.33
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将安装失调降低到，比如说，4？m如图3所示，那么cmk的值就会大大提高。
安装偏移优化后的Cmk:
cmk= SL-？m 3σ = (50-4)？m 24？m =1.92
安装在生产线上的贴片机可以升级到尽可能高的贴装精度，而无需复杂、昂贵且通常难以购买的测量机器。或多或少，只需按下优化过程的按钮，安装系统就变成了一台高精度的测量机。