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三维焊膏检测体系的新开展

很永劫间以来,各种的SMT制造和利用者都在努力于改良设置装备摆设和制造工艺,以求到达更高的设置装备摆设精度和产品一次经过率。元器件制造商推出的模块越来越精细,客户产品的功效越来越多,体积也越来越小。随之而来的便是项目司理越来越多的懊恼,客户的器件更小了,元件密度又高了,焊膏要用无铅的了。。我的SMT可以做的到么?不良率能被无效的控制么?。。。这张订单能接么??

 

以是近些年来,SMT的利用者正在加大对SMT的工艺质量监控手腕,如在炉前炉后(分外是炉后)经过AOI来确定贴片和焊接的情况已近被绝大少数的工程师和质量办理者所承受,但对焊膏检测(SPI)所带来的质量办理效益还存在疑问。总所周知的是,焊膏的印刷缺陷占到整个SMT工艺缺陷的70%以上,如2000SMTA就发布的图表所示:


    而焊膏印刷处于SMT的制造前端,如ag网址能在贴片前就将这70%的缺陷剔除,这对整线的一次经过率的影响是宏大的。并可以极大的低落元器件的消耗和加工本钱。随着越来越多隐蔽引脚器件的利用,如uBGACSPQFNLGA,使得回流炉后AOI的焊点检测酿成无法完成的义务,焊点测试掩盖率随着PCBA变得庞大而越来越低。由于节奏的题目只能用XRay做抽检来做为增补,服从大受影响。3SPI提供了新的办理方案,经过丈量焊盘上焊膏的体积来包管回流后焊点的牢靠性。这在高端电子产品如汽车电子,医疗东西,产业控制等SMT消费线中失掉验证。

 

SPI作为丈量体系,在准确提供焊膏的面积,体积,高度,外形偏向等数据的同时,更紧张的是联合工艺历程控制软件(SPC)来剖析这些数据的趋向,而趋向是体现了某种潜伏要素而招致的后果变革,从而改良相干参数消弭不良的趋向。

 

焊膏印刷工艺在很长的工夫内都是困扰工艺职员的困难,这是由于焊膏印刷工艺中包括了少量的不确定参数,如焊膏范例,身分,利用情况(温度,工夫,搅拌情况。。。),钢网(厚度,启齿方法,巨细,外形),印刷头,印刷速率,压力,脱模方法,脱模速率,洗濯等等。 而这些不确定参数又是互相影响的。

 

从这些互相影响的不确定参数中,怎样找出题目,这便是SPI可以提供的才能,可以让工艺职员明白的理解现在的印刷后果。在控制印刷工艺中,最紧张的便是印刷转移服从(TE)的百分比和焊膏堆积的尺度差。实践体积(Measured Volume) 和目的体积(Target Volume)的百分比在大少数情况下决议了印刷质量的优劣,固然这个百分比的范畴较为开阔,由21%130%,但怎样确认并坚持又变的尤为紧张了。


别的,焊膏的外形,偏移等要素也在肯定水平上会形成不良品的发生。一样平常来说矩形的钢网启齿的转移服从要好于圆形和正方形,但在一连两片板子的印刷历程中,前后刮刀也会影响到焊膏的转移服从,而转移服从低落而了,尺度差就增长了,在一连消费中形成的趋向便是体积制程才能的低落。

 

SPI的技能开展

SPI在已往的十年里,从最后的焊膏测厚仪到明天的三维检测,履历了不停开展和厘革的历程。一切现在SPI所接纳的数学模子的中心都是三角测高法,经过一侧成肯定角度的投射光在焊膏外表构成畸变,由设置在顶部的垂直相机捕获畸变,依据三角测高法测出高度,乘以焊膏面积,从而失掉被测焊膏的体积。 

 

SPI的分类

从光源性子上分为激光和布局光栅两种,从检测方法上分为扫描和步进式两种。上面就这些技能来讨论各自的优缺陷。

 

激光

1) 投射光为激光,一样平常的激光束精度为40um

2) 关于极小型元件会有检测精度达不到的状况发生。无法无效丈量01005(英制)器件焊盘

3) 检测方法为扫描(Scan)。对机器驱动的精度要求很高,对情况中的震惊较为敏感。

4) 对被测物体举行一次采样,所测数据的正确性不高。

5) 激光束为白色,关于某些颜色的线路板检测有范围。当线路板由于差别供给商或差别批次发明色差时,丈量动摇十分大

6) 桌面型的设置装备摆设不行以做到主动检测。 

 

布局光栅

现在一切的布局光栅检测 都是基于相位调制表面丈量技能(Phase Measurement Profilometry 简称PMP),是一种基于正弦布局光栅投影,分离相移获取多幅变形光场图像,再依据多步相移法盘算出相位散布,最初使用三角丈量等多少办法失掉高精度的体积丈量后果 

 

1) 投射光为白光,检测精度可达0.39um

2) 构成布局光栅的方法又分为两种,一种是接纳在玻璃片上经过摩尔(Moire)效应发生,另一种是接纳可编程光栅(PSLM)发生。

2.1)Moire光栅玻璃经过压电陶瓷马达(PZT)举行驱动,机器传动的方法会随着设置装备摆设利用的工夫而发生消耗。

2.2)PSLM完全接纳软件体例布局光栅并软件驱动,无机器传动局部。利用寿命长且利用机动。

3) 检测方法分为扫描(Scan)和步进(Step)两种

3.1)扫描方法速率快,对机器驱动的精度要求高,对情况中的震惊较为敏感。

3.2)步进方法(又称Stop & Catch),波动,精度高,对震惊不敏感

4)对被测物体举行3次以上的采样,所测数据的正确性高。

5)对颜色不敏感。

6)桌面型设置装备摆设可以和在线型设置装备摆设一样经过导入GeberCAD,举行主动全板检测。

 

暗影的影响

现在一切的SPI都接纳三角测高法,在物体的一侧设置光源,由于被测物体的外形,在绝对于光源的另一侧都市发生暗影效应,从而对实践丈量后果发生影响。据盘算,由于暗影效应的影响,丈量偏差大概到达40%以上。怎样消弭这么宏大的偏差,现在有两种差别的方法来办理:

1. 双投影技能(FAHP,便是在被测物体的绝对两侧各设置一个投影安装,相似医院中利用的无影灯,瓜代对被测物体举行丈量。从而消弭暗影效应。

 

2. 同步漫反射(Diffuser lighting,在ag网址实际情况中,暗影的局部虽然存在,但不是察看不到,如ag网址在大树下,固然没有阳光间接照射,但ag网址照旧看失掉树下的物体。一来四周情况会提供漫反射的光源,二来ag网址的眼睛可以依据物体的亮度主动的调治。同步漫反射办理暗影效应的影响便是软件会主动控制照相机的曝光来处置暗影局部,对亮的局部拍暗的照片,对暗的局部拍亮的照片,再进过图像处置失掉完全的数据。

 

以上两种方法都可以办理暗影效应所带来的题目,但FAHP在丈量时是左右瓜代举行的(假如同时丈量会光栅干预,形成无法丈量),关于检测工夫有影响。而Diffuser lighting方法就可以低落检测工夫。

 

以上综述了SPI的布局原理及分类,但怎样将SPI运用到实践消费中去?现在大少数的SMT用户是依托履历丰厚的工艺工程师来调治印刷工艺的,固然有传统的工艺引导书,但每每照旧会带来如许那样的题目。要害题目是在对以后的印刷情况不明白,许多题目要经过贴片后的检测来推测能否是由于印刷品格形成的。以是及时的理解印刷情况是必不行少的。并联合历程控制软件,对印刷品格举行及时的剖析,经过Xbar-S; Xbar-R; Histogram Chart; CP; CPK; Gage Repeatability等数据理解现在的消费情况并剖析潜伏的工艺趋向,终极针对性的调治印刷工艺。

 

随着SMT的不停开展,先辈制造技能要求先辈的工艺控制。越来越多的工艺工程师和质量办理者曾经开端运用软件东西从工艺控制的角度下去办理消费线。SPI不是用来控制印刷机的,而是用来协助印刷机找到最佳的工艺窗口,完成临时的在线印刷工艺管控。SPI必将和印刷机联系在一同,构成全闭环(Closed Loop)控制;和贴片机的通讯毗连,处置Badmark和共享元件地位等功效,将大大的进步事情服从,低落消费本钱。SPI将成为SMT工艺中的一个尺度配备。

 

思ag网址智能科技有限公司[yǒu xiàn gōng sī]曾经于2010年研发并推出了中国第一台三维布局光栅焊膏检测体系,现在曾经有全系列的桌面型T系列,在线型InSPIre系列,Ultra系列,F系列,S系列等三维锡膏检测体系,均接纳开始进的PSLM PMP技能和同步漫反射技能,速率和精度可以精细丈量极小元件(03015)的锡膏印刷情况,可以掩盖从50x50mm1200x550mmPCB尺寸,正确应对种种差别颜色的基板,具有自主知识产权,已取得多项专利受权。联合SPC历程控制软件,提供应利用者牢靠,便捷的利用。


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