印刷

印刷后的三维检测及检测设备

　　本文简要论述了焊膏沉积后使用的检测方法，并将二维检测技术与三维检测技术进行了比较，通过比较重点介绍了三维检测技术的优点及各种检测设备的技术性能。关键词：三维检测；焊膏沉积；印刷检测设备随着电子组装的更高密度、更小尺寸、更复杂的PCB混合技术的纵深发展，使得用肉眼对印刷后的质量进行检测已成为历史。尽管工艺设备更加先进，仍强调要对 PCB的质量严格把关，因为在电子组装过程中产生的缺陷中有70％的缺陷源自焊膏印刷工艺，在沉积较细间距的组件时更是如此。此外，在沉积焊膏过程中产生的漏印、焊料过多或过少等缺陷会给随后的工序(组件贴装)带来桥接、短路和墓碑现象，使最终生产出来的产品的质量和可靠性得不到保证。为此，人们越来越重视印刷后的焊膏检测。目前，表面组装检测设备制造厂家提供了几种不同的印刷后检测方法及各种不同的焊膏沉积检测设备，从价格相当低廉的手工、脱机检测设备到100000美元的高档、高速在线检测设备。应在充分了解和权衡比较二维检测设备和三维检测设备之间、脱机检测设备和在线检测设各之间、样品检测和整块板子检测之间的利弊后，为你自己的组装生产线选择适用的焊膏检测设备。

　 　1　检测使成本上升

　　电子行业专家们一致认为焊接缺陷是由焊膏印刷不良造成的。因此，提高印刷质量、或减少进入下一步工序的有缺陷电路板的数量，将有助于提高最终的质量，并通过降低返修量和减少废品率可实现降低成本的目的。

　　1．1　尽早发现缺陷经对在线测试阶段所检测的有缺陷的电路板的返修或报废品所带来的成本进行了大概统计，发现控制印刷工艺会给焊膏印刷带来很多显着的优点。任何一种缺陷都会消耗资金，而印刷后检测只能帮助减少缺陷数量，并不能彻底消除缺陷。但是，事实上在电路板成本没有增加之前，在加工过程中进行检测，以求得尽早识别缺陷，的确能够降低由缺陷所带来的额外成本，提高一次性检验合格率对基础生产线起到很大作用。清洗电路板以便再利用要比返修或重新测试的成本低得多。在印刷后对缺陷进行修复的成本估计为0.45美元，在在线测试后修复同样缺陷的成本近似30美元。不考虑美元比价，这种关系仍保持不变。因此，在加工过程中尽早发现缺陷不是什么麻烦事，而是节约成本的一个良好契机。

　　1．2提高可靠性在印刷工艺中附加检测工序可提高组装后电路板的可靠性，原因有两个：首先，检测减少了返修量，此外；返修后的焊点易于损坏，并且比合格的焊点更易破裂。其次，焊膏量不足也有可能形成易破裂的焊点，虽然当时能够通过在线测试，可是以后也会断裂。有这两种问题的电路板虽都能通过最后的测试，却容易在运行时发生故障。成品中存在的这些问题会使用户不满意或使保修费很高。

　　1．3必要的检测由于更密的引线间距、更小的球栅阵列焊球和更精确的印刷间隙的要求，使更多的PCB组装厂家在组装工艺中增加了焊膏检测工序。而在一些合同组装厂，是根据用户的要求才增设检测步骤。 根据技术要求，而必须实施焊膏检测时，那么下一步就是确定哪一种检测设备最适合于特定的应用。

　 　2　选择检测设备

　　可在几个制造厂家中选购焊膏检测设备。每个制造厂家都提供有不同速度、性能和价格的检测设备，不过都报导了焊膏高度、体积和面积的测量结果(表 1) 印刷后的检测设备主要有两类：人工脱机检测设备，包括视觉检测和台式测量工具；自动在线检测设备，包括内置于印刷机中的样品检测系统和整块印制板扫描检测设备。

　　2．1视觉检测长期以来一直使用视觉检测这种简单的方法就足以确定样品“合格或不合格”，直到今天更小器件、更高引线数和更细间距组件的问世，才使得这种方法不适用了。使用发光的放大镜或校准的显微镜，由经培训的操作人员检查样品印制板，并确定什么时候需进行校正操作。视觉检测在工艺监测中是成本最低的一种方法，而且在印刷工艺中其校正操作步骡的成本是最合理的。但是，视觉检测方法带有人们的主观意识：操作人员与操作人员之间的检测结果是不同的。视觉检测工具没经过校准，不能够给出工艺控制所需的数据。从实际情况来看，随着超细间距与 BGA器件的不断普及，也就不再使用视觉检测方法，因为它已不再是监测印刷工艺的行之有效方法。

　　2．2　人工激光检测 为减少缺陷，下一步的操作是使用人工台式舱机检测设备。这些测量工具使用了非接触式激光技术来测量焊膏高度和记录。通过对操作人员稍微进行一下培训，这些设备通常就可产生一致性的结果，不会由于操作人员的不同而使检测结果也不同。

　　激光三维检测设备使用激光束建立测量的参考点。这种设备可报告在激光束所照射到的焊盘上的某个点时测量的单一焊膏高度，通常为焊盘的中心。这种类型的测试仪还可用焊盘的长度乘以焊盘的宽度得出面积测量值。然后，将面积测量值乘以高度测量值，即可计算出体积测量值。脱机检测设备使用的基本工艺控制是将样品电路板从生产线中卸