SMT線路板檢測技術的突破

　　技術是由工藝、設備、元器件、檢測、輔料等幾部分技術所組成。某一部分品種上，技術上，質量上有新的發(fā)展，必將促使其他部分做相應的發(fā)展。最明顯的例子是器件封裝形式有了變化，促使貼片機不斷的改進，功能越越多，精度越來越高。同時也促使各種新型的輔助材料也開發(fā)出來，推向市場;又如：smt接插件大量問世后，貼裝異型元件的貼片機也紛紛出現。諸如此類的例子，舉不勝舉。

　　總之，一某一部分技術的發(fā)展，會帶動其他部分技術的發(fā)展，當然，某一部分技術發(fā)展的遲緩也會影響其他部分技術的發(fā)展。我認為當前最活躍的部分應屬元器件包裝形式的發(fā)展，似乎是處于幾部分之首。SMT技術發(fā)展初期，檢測技術是相對落后的。記得剛開始介紹SMT時，其中一個不足處就是檢測問題不能很好的解決。近幾年來，檢測技術有所進步，雙面針床的在線測試儀及飛針測試儀的推向市場，可以解決很大一部分密度不高的SMT線路板的檢測。但線路板密度高了，針床就無法檢測了。

　　在線測試儀是對線路板進行綜合測試，測試的結果包含了元器件的質量與焊點的焊接質量。隨著元器件質量的不斷提高，特別是元器件生產工藝穩(wěn)定可靠，產品質量得到了確保，使人們考慮在線路板裝配過程中的檢測是否再要考慮元器件質量的檢測?經過一段時間的實踐證明，元器件的質量已達到可確信的程度，因而，近年來，原有貼片機具有的元件值測試功能也都取消了。元器件質量得到保證后，對SMT線路板的檢測內容也轉向著重考慮，是否貼錯，貼準，及焊點的質量上來新的檢測儀器就是根據這個思路開發(fā)出來的，計算機技術的光學影像技術的不斷發(fā)展也促使新的檢測技術得以發(fā)展。

　　最近，在市面上已推出了一種利用光學技術，圖象處理技術，計算機技術等先進技術進行線路板的檢測的儀器，得到的專家們的肯定。認為這是SMT線路板檢測技術的突破，為了將這個技術介紹給大家，現經韓國三星公司生產的VSS-3B SMT線路板焊接檢測系統(tǒng)為例做一介紹。VSS-3B SMT線路板焊接檢測是一種適合于線路板的檢測儀器，它可以連在生產線上使用，也可單獨組成檢測生產線使用或單臺使用。它使用了光學技術，圖象處理技術，計算機技術等先進技術，能夠高速度，高質量的解決SMT線路板的裝配質量的檢測問題。

　　(一)結構與原理

　　工作原理：一塊需檢測的線路板，進行檢測時，不需要整個板面都進行檢測，一般只將需要檢測的部分的部分，按攝像機可拍攝的區(qū)域將它拍攝出來就行。例如：對一塊QFP進行檢測時，只需沿著引腳的焊接點進行排列，順序設置若干個區(qū)域進行攝像。VSS-3B SMT線路板焊接檢測系統(tǒng)配有二臺攝象機，一臺所攝區(qū)域較小，但分辨率要高此另一臺所攝區(qū)域較大，但分辨率低些。當檢查片狀元件及其焊點時用后一攝機而檢查引腳及其焊點可使用前一攝象機。二臺攝象機同一時間只能使用其中一臺。攝象機前端裝有一喇叭型反光罩，罩內三圈燈泡組成的不同角度的LED光源，攝像過程中，燈光處理裝置將控制三圈光源分別發(fā)光，由于不同圈光源發(fā)出的光角度不同，就分別在攝像時得到垂直光源，水平光源及偏差光源反射的影像，綜合二到三個圖象就形成一個假三維圖象，這樣就可以看出焊點的立面圖象。由此可見，攝象機對每個區(qū)域進行檢測一次，要拍攝二到三個不同光源器射下的二幅或三幅圖象，經圖象處理后輸入到與標準圖象做比較的圖象判別模塊，來確定所攝圖象中焊點及元件是否有缺陷。標準圖象可以從數據庫中調用，也可由編程工作者編寫進去。

　　當圖象判別，判斷出線路板裝配中有差錯時，即將此差錯的位置與內容通知到存儲器板內，一方面可輸入數據管理，以便對線路板的差錯進行統(tǒng)計與管理并做正確的輸出，另一方面在整個線路板檢測結束后，通知標記筆大線路板上有差錯位置附近打出記號以便維修人員能很快的找到差錯位置。差錯位置也可在顯示器上顯示出來或通過計算機打印出來。標記筆有二種，一種是墨水筆，使用壽命短，但干的快，另一種是膠水筆，使用壽命長，但干的慢。當一個區(qū)域的攝像進行完畢以后，即通知X，移動機構做，移動達到下一個區(qū)域上方，進行第二次攝像，移動的距離由編程者在編程設置進去。X，移動機構有二種：一種是攝像機做X，Y的移動，線路板固定不動，這種檢測設備適用于放置在貼片機與再流爐之間。因為此時元件尚水固化或焊好。如果線路板做X，Y的移動，攝象機固定不動，這種檢測設備是放在再流爐之后，此時元件已全部焊牢在線路板上，線路板移動時產生的振動不會影響元件位移。

　　(二)VSS-3B

　　SMT線路板焊接檢測系統(tǒng)所以能高速度，高質量的檢測線路板，是由于它能高速攝像，高速圖象處理等基礎技術的保證，現將有關數據做一個介紹如下：檢測速度：0.25秒/區(qū)域 0.005秒/元件或IC引腳區(qū)域到區(qū)域之間的運動時間0.15秒檢測線路板基準點時間：1秒/2點打壞點標記時間：0.7秒/點攝像系統(tǒng)：二個1/2’CCD黑白攝象機低分辨率，大視野攝象機視野15.0*11.5mm，分辨率：30µm 或20.0* 15.0mm，分辨率：40µm高分辨率，小視野攝象機視野10.0*7.5mm，分辨率：灰度等級：256級照明系統(tǒng)：3層LED光源，可控檢測數據：使用操作系統(tǒng)：WINDOW-NT最大存儲量：200種不同檢測對象,每塊線路板最大可檢測區(qū)域：200個每個區(qū)域最大可檢查的對象的點數：20個以上最大的數據可以按用戶需要進行擴容檢測的壞點處理方式：可以顯示在顯示屏上,可以用墨水或膠水在PCB板上打上標記 - 可以進行統(tǒng)計分析并打印出分析結果的圖表 - 可以由打印機打印PCB尺寸：最大250*330*2mm,最小70*50*0.5mm 板上面裝元件最高：20mm板下面最大尺寸：15mm最大遮陰角度:35º 工藝邊寬度:4mm固定邊:前邊/后邊線路板基準點識別：基準點形狀：無限制基準點分辨率：2個基準點分辨率：2µm

　　(三)檢測內容

　　檢測內容可以不斷的增加，但需要不斷地增加軟件的開發(fā)，現將目前已開發(fā)正常使用的例表,無元件未對準極性相反焊錫缺少焊錫過剩連焊曼哈頓現象元件翻轉引腳浮翹破裂錯貼元件矩形電阻、電容l l × l l × l l × l 晶體管l l l l l l l l l 鉭電容/二極管 l l l l l × l l × MELF l l l l l × l l × l 排阻 l l l l l l l l × 電解電容 l l l l l × l l l 轉換器 l l l l l l l l l SOP l l l l l l l l l l QFP l l l l l l l l l l J型引腳IC l l l l l l l l l l 運用圖象處理的方法來判別焊點狀況，需要不斷的總結經驗，不斷的完善圖象的識別能力。而這方面的提高又必須在應用過程中不斷總結實踐經驗才能實現，因此，使用這種類型檢測設備的用戶，應經常交流經驗，互相提高，不斷完善這個檢測技術。檢測判斷圖形比較：無元件通過核對焊盤區(qū)明亮度的不同或元件上表面的類型標記來進行檢測未對準與無元件檢測理論相似，但存在許多變化元件翻轉通過與正常貼裝情況下的明亮度核對比較來進行檢測板性相反通過核對極性標記點的位置來進行檢測極性相反通過核對極性標記點的位置來進行檢測曼哈頓現象通過核對焊盤區(qū)明亮亮度和元件上表面的類型標記來進行檢測無焊錫通過核對焊接區(qū)域的明亮區(qū)域尺寸業(yè)進行檢測焊錫缺少通過核對焊接區(qū)域的明亮區(qū)域尺寸來進行檢測錯貼元件通過認識元件體的特征來進行檢測引腳浮翹通過核對焊盤未端區(qū)域的明亮區(qū)域尺寸進行檢測連焊通過核對相鄰引腳亮度的連續(xù)性來進行檢測元件側立通過核對焊盤區(qū)明亮度和元件的寬度來進行檢測。