焊膏厚度测试仪精度(关于PCB锡膏检测，你了解多少？)

Posted 2023-06-02

篇首语：百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了焊膏厚度测试仪精度(关于PCB锡膏检测，你了解多少？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

焊膏厚度测试仪精度(关于PCB锡膏检测，你了解多少？)

01关于PCB锡膏检测

在传统电子行业中，PCB板采用插孔元件及导线连接的方式安装。

如今，在微电子组装行业中，元件变得越来越微型化、密集化，为了适应这种趋势，出现了自动化的表面贴装技术（SMT）。

它不仅能够提高安装的密度，还能减少元器件的体积，同时提高安装的可靠性。

锡膏印刷的过程中，焊膏、模板、印刷机、基板等都会对质量造成影响。

锡膏印刷的质量要求为：焊膏的厚度均匀、形状完整、具有清晰的边缘。焊膏的厚度控制在0.120mm 到0.125mm 之间，印刷的锡膏和焊盘形状及尺寸要匹配。

同时，需要印刷的锡膏能覆盖焊盘面积的75%以上，焊接好的锡膏表面必须平直，不能有大的颗粒及孔洞存在。

由于组件的间隔非常小，SMT 出现各种缺陷的可能性非常大，必须在生产过程中使用先进的自动化检测设备，及时评估锡膏印刷电路板的质量，并对印刷参数做出及时调整，降低不良产品的比例。

SMT 检测流程：来料检测->丝印焊膏（点贴片胶）->贴片->烘干（固化）->回流焊接->清洗->检测->返修。

首先，SMT 进行锡膏印刷；其次，贴片并进行回流焊处理；最后，进行清洗和测试。可见，锡膏的印刷质量直接影响着后续工艺。

统计表明，SMT 的密距缺陷52%-71%发生锡膏印刷工序，电子产品的缺陷和失效60%-80%来自锡膏印刷过程。焊接后，修复错误的焊点不仅流程复杂，而且耗费的成本也相当高。

在锡膏印刷阶段，进行锡膏检测有助于提高整个SMT 的生产效率，在发现问题后，及时处理（清洗印刷电路板），降低成本。

常见的锡膏印刷缺陷，主要有漏印、缺锡、少锡、偏移和连桥，等等。

锡膏位置发生偏移或者锡膏量过多容易造成焊点彼此连接，在回流焊后形成短路；少锡和缺锡容易导致虚焊。

锡膏检测的过程即对焊点进行量化检查，并通过统计过程控制工具，预测锡膏印刷的工艺趋势，在缺陷产生前及时调整印刷参数，既能提高印刷产品的一次通过率，又能降低返修成本。

02锡膏检测技术的发展

传统的检测方法是进行人工目检，即利用人眼和光学器件（如放大镜和电子显微镜等）相配合，对电路板上的焊点及贴片等进行检查。

人工目检易受个体经验及主观因素影响。长时间的观测，易引起视觉疲劳，造成误判，且速度慢。

数据表明，人工目检在单层板情况下，平均错误发现率可达90%，对于多层板（如6 层情况），错误发现率迅速降低到50%。即使在最容易观测的基层底板，错误发现率也不超过70%。

为满足引脚细密的器件快速、高精度的检测要求，自动化的光学检测设备应运而生。

随着机器视觉的快速发展，基于视觉技术的工业自动化检测开始流行起来。自动光学检测设备集成了光学、电子、计算机视觉和自动控制等一系列现代化技术，检测速度快、方法先进、自动化程度高。

根据实拍电路板图像，可以检测锡膏的面积、缺失、偏移等。但二维检测存在明显局限，在焊点面积相同的情况下，体积可能差异很大，导致锡膏印刷存在的缺陷不能彻底检查，同时，二维检测对于PCB 板弯、起翘和发生虚焊的情况无能为力。

三维的锡膏检测通过对锡膏的高度、面积和体积参数的测量，与标准文件对比，全面检测出锡膏的形状不良、位置偏移、连桥等信息。

三维的锡膏印刷质量检测设备在21 世纪初相继研制出来，由于国外的技术垄断，使得3D SPI设备价格昂贵。为打破锡膏检测技术的垄断，我国研制了自己的3D-SPI。

具备3D SPI设备，具备追溯系统及三点照合功能，且能配合印刷机实现闭环控制，与贴片机共享信息。

三点照合

实现炉前AOI，炉后AOI，SPI的统一监测。

配合印刷机实现闭环控制

传输漏印和XY轴偏移量等信息给印刷机，印刷机自动执行相应动作

与贴片机共享信息

坏板信息传给贴片机，贴片时直接跳过坏板进行贴片

数据可追溯

SPC系统与客户端MES系统连接

可检测缺陷实例：

锡膏检测设备基于计算机视觉理论，结合外部的光栅、激光光源，通过电荷耦合器件（Charged Coupled Device，CCD）相机成像，按不同算法生成被测物体三维形貌。

三维锡膏检测仪根据几何结构关系、照明方式的不同，可以分为两种，即被动视觉检测与主动视觉检测。

前者采用非结构光照明，根据被测点在不同的像平面上相关匹配结果，获得该点的世界坐标，如激光三角测量；后者，通过结构光在被测物点的精确定位来获得高度信息，如相位光栅测量。
主流3D-SPI 产品的检测原理有相位轮廓测量术（Phase Measuring Profilometry，PMP）和激光三角轮廓测量术。

浩圳3D SPI设备采用的是相位调制轮廓测量技术

全光谱的相位调制轮廓测量技术(PLSM PMP)

通过RGB对锡膏、白线、杂物进行过滤，有效避免锡膏桥接的伪判情况