全新技術(shù)在三維錫膏檢測系統(tǒng)（SPI）的應(yīng)用   

    目前,，三維錫膏檢測系統(tǒng)（Solder Paste Inspection）在SMT產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越普及了,。特別是在智能手機(jī)，平板,，汽車電子,，LED等高密度大產(chǎn)量的精密電裝領(lǐng)域中，SPI已經(jīng)是一種對印刷工藝制成進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的必要工具,。

    *,，SPI從光源性質(zhì)上分為激光和結(jié)構(gòu)光柵兩種，從檢測方式上分為掃描和步進(jìn)式兩種,。這些傳統(tǒng)技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),。下面就簡單的做個(gè)綜述； 

【激光技術(shù)利用單個(gè)或雙激光束對焊膏掃描成像,，利用三角測量法進(jìn)行高度檢測】

1） 投射光為激光,，一般的激光束精度為5~10um。

2） 對于極小型元件會(huì)有檢測精度達(dá)不到的情況產(chǎn)生,。

3） 檢測方式為掃描（Scan）,。對機(jī)械驅(qū)動(dòng)的精度要求很高,，對環(huán)境中的震動(dòng)較為敏感。

4） 對被測物體進(jìn)行一次采樣,，所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不高,。

5） 激光束為紅色，對于某些顏色的線路板檢測有局限,。

6） 桌面型的設(shè)備不可以做到自動(dòng)檢測,。 

【結(jié)構(gòu)光柵（俗稱白光）是目前所有的結(jié)構(gòu)光柵檢測 都是基于相位調(diào)制輪廓測量技術(shù)（Phase Measurement Profilometry 簡稱PMP），是一種基于正弦結(jié)構(gòu)光柵投影,，離散相移獲取多幅變形光場圖像,，再根據(jù)多步相移法計(jì)算出相位分布，后利用三角測量等幾何方法得到高精度的體積測量結(jié)果,?！?/span>

1） 投射光為白色結(jié)構(gòu)光柵，檢測精度可達(dá)0.37um

2） 形成結(jié)構(gòu)光柵的方式又分為兩種,，一是采用在玻璃片上通過摩爾（Moire）效應(yīng)產(chǎn)生,，另一種是采用可編程光柵（PLSM）產(chǎn)生。

2.1）Moire光柵玻璃通過壓電陶瓷馬達(dá)（PZT）進(jìn)行驅(qū)動(dòng),，機(jī)械傳動(dòng)的方式會(huì)隨著設(shè)備使用的時(shí)間而產(chǎn)生損耗,。

2.2）PLSM*采用軟件編制結(jié)構(gòu)光柵并軟件驅(qū)動(dòng)，無機(jī)械傳動(dòng)部分,。使用壽命長,。

3） 檢測方式分為掃描（Scan）和步進(jìn)（Step）兩種

3.1）掃描方式速度快，對機(jī)械驅(qū)動(dòng)的精度要求高,，對環(huán)境中的震動(dòng)較為敏感。

3.2）步進(jìn)方式（又稱Stop & Catch）,，穩(wěn)定,，精度高，對震動(dòng)不敏感

4）對被測物體進(jìn)行3次以上的采樣,，所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性高,。

5）對顏色不敏感。

6）桌面型設(shè)備可以和在線型設(shè)備一樣通過導(dǎo)入JOB,，進(jìn)行自動(dòng)全板檢測,。

    目前，激光技術(shù)由于精度和掃描檢測的特性已經(jīng)不能滿足對錫膏印刷進(jìn)行高速高精度檢測的要求了,，所以逐步的在推出高級(jí)別SPI的舞臺(tái),。取而代之的是結(jié)構(gòu)光柵型技術(shù)，當(dāng)今絕大多數(shù)的高級(jí)別SPI均以采用這種技術(shù)了,。

    但現(xiàn)在市場上的SPI對常規(guī)的錫膏印刷檢測能力都沒有太大的問題,，但對一些特殊工藝制成，卻有些不足的地方；對一些細(xì)微的缺陷能力檢測也有些不太為人知的弱點(diǎn),。下面就幾個(gè)具體的方面進(jìn)行探討,。 

1. 常規(guī)的SPI采用的白光光源對PCB的顏色是不會(huì)產(chǎn)生影響的，但對于黑色（Dark PCB）和高亮度的PCB板（陶瓷PCB）,，由于這兩種PCB對結(jié)構(gòu)光柵的反射程度與普通的PCB不一樣,，所以成像時(shí)會(huì)顯示較暗的圖像。數(shù)據(jù)精度受影響,，檢測誤報(bào)會(huì)大幅度增加,。

思泰克智能采用D-Lighting技術(shù)是建立在高級(jí)別工業(yè)相機(jī)提供的特別功能，在采樣的8張照片中,，以4張為一組,，分別用高曝光模式和低曝光模式，在設(shè)置軟件中可選擇黑色,，普通,，高亮度的選項(xiàng)，并且可以獨(dú)立對曝光模式進(jìn)行調(diào)整,，從而可以保證對于不同亮度的PCB板都能取得明亮清晰的照片,，完美進(jìn)行圖像處理工作。 

2. 目前SPI遇到的誤判主要有以下幾個(gè)方面：

 1） 助焊劑或白線的高度造成橋接誤判,。

由于SPI的檢測是建立在高度基礎(chǔ)之上的,，對于橋接通常都是以相鄰的焊膏之間的高度連通量分析來判斷的。但由于不同產(chǎn)品的實(shí)際線路分布以及PCB板制造的工藝,。白線的現(xiàn)實(shí)高度雖然很低,，但也會(huì)被檢測到；助焊劑的溢出也會(huì)產(chǎn)生高度,，但卻不是實(shí)際的橋接,。這對于SPI判斷會(huì)造成不小的影響。

2） 由于目前所有的SPI在對低于30~45um的實(shí)際橋接都是用無法檢測出來,。

因?yàn)镾PI在檢測時(shí),，都會(huì)設(shè)置一個(gè)閥值，一般為30~45um,。軟件會(huì)自動(dòng)的將閥值以下的高度不列入計(jì)算范圍,。如果某橋接高度小于這個(gè)閥值，就不會(huì)被檢測出來,。

3） 焊膏周邊雜質(zhì)的高度造成相對零平面上升導(dǎo)致的少錫誤判以及把助焊劑當(dāng)場錫膏面積偏大誤判,。

SPI在對每個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行相對零平面計(jì)算的時(shí)候會(huì)自動(dòng)擴(kuò)大檢測范圍，將頻度圖中的低位點(diǎn)作為相對零平面來處理,。但實(shí)際生產(chǎn)中,，有可能在焊點(diǎn)周圍會(huì)有雜質(zhì)的干擾,，造成軟件無法確定究竟選取哪一個(gè)低位峰值作為相對零平面，從而對檢測精度造成影響,。

    思泰克智能的另一項(xiàng)技術(shù)就是利用二維RGB光源,，對PCB板上的顏色進(jìn)行過濾，只選取相應(yīng)的有用的部分,，過濾掉雜質(zhì)干擾,。通俗上講，是結(jié)合了AOI檢測的二維特性和SPI檢測的三維特性于一體,。

★ 對應(yīng)助焊劑或白線的高度造成橋接誤判及低于30~45um閥值以下的極低橋接,。

思泰克設(shè)備先通過3D高度計(jì)算偵測在相鄰的兩個(gè)焊盤間是否有高度聯(lián)通量 。再通過2D RGB過濾算法計(jì)算高度聯(lián)通量的顏色是否和焊膏顏色一致,。當(dāng)兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí),，才判斷為橋接。

★ 對應(yīng)焊點(diǎn)周邊雜質(zhì)的高度對相對零平面的影響,。

首先通過2D光源對顏色進(jìn)行過濾,，將干擾的顏色過濾掉。只保留一個(gè)和基板顏色相同的相對零平面,。 再通過3D的方法測得該相對零平面和焊膏高度之間的相對高度值,。

3. 可編程結(jié)構(gòu)光柵（PLSM）

采用的是*的核心部件。

1）通過軟件調(diào)制光柵周期,?？梢蕴峁┎煌慕Y(jié)構(gòu)光柵周期。

2）通過軟件控制結(jié)構(gòu)光柵的相位變化,，無任何的機(jī)械傳動(dòng)部件,。無損耗。

3）可以在不增加任何部件的情況下,，調(diào)整有效檢測高度,。（400um到1200um軟件可調(diào)）

4）可編程結(jié)構(gòu)光柵因?yàn)槠湔夜鈻攀峭ㄟ^軟件編程實(shí)現(xiàn)的，所以其在相移時(shí)也是通過軟件來實(shí)現(xiàn),，通過此種技術(shù)可以使相移誤差趨向于“0”，提高了量測精度,。

（PLSM可編程結(jié)構(gòu)光柵和Moiré紋玻璃光柵的實(shí)際圖像比較）

    思泰克智能采用了多項(xiàng)常規(guī)SPI沒有的新技術(shù),，無論在設(shè)備檢測能力，抗*力等方面都創(chuàng)造了一個(gè)新的發(fā)展空間,。思泰克光電在軟件應(yīng)用方面也有很大程度的創(chuàng)新,，自主研發(fā)的Gerber轉(zhuǎn)換軟件，無論是274或CAD的導(dǎo)入,，對拼板的自動(dòng)處理功能可以真正支持到五分鐘編程,。過程控制軟件（SPC）全面強(qiáng)大的分析工具為SPI的實(shí)際使用提供了工藝支撐,。

    思泰克智能的SPI產(chǎn)品在過去的歲月里，得到了廣大客戶的信任和支持,。我也代表公司同仁在這里對大家表示深深的謝意,。同時(shí)，我們會(huì)更加努力的將產(chǎn)品做的很強(qiáng)大,。繼續(xù)新的發(fā)展,。