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在线型SPI和桌面型的区别

在线型SPI和桌面型的区别

 

1. 3D SPI的应用

 

从最初的焊膏测厚仪到目前全自动的三维焊膏检测系统,焊膏检测系统已经发展了超过十年的时间,目前越来越多的SMT用户开始关注焊膏检测系统的应用了。

 

*元器件小型化

*引脚间距密集化

*无铅锡膏的广泛使用

*人力成本的上升

*一次性通过率的管控

 

越早发现问题就能越早解决问题,元器件成本,加工成本,返修成本,一次性通过率,客户满意度等等无时无刻不在困扰着SMT管理者。有太多的原因造成目前的SMT用户将检测的手段不断的前移,从ICT往前到炉后AOI,再往前到炉前的AOI,再往前到贴片前的SPI。

 

SPI有两个基本的功能;

1) 及时发现印刷品质的缺限。

SPI可以直观的告诉使用者,哪些焊膏的印刷是好的,哪些是不良的,并且提供缺限种类提示。

2) 通过对一系列的焊点检测,发现印刷工艺变化的趋势。

所有的趋势变化是由一种或一种以上的潜在因素所造成的。我们看不到潜在因素,但可以看到趋势变化。从而通过趋势变化去分析潜在因素。

SPI就是通过对一系列的焊膏检测,发现品质趋势,在品质未超出范围之前就找出造成这种趋势的潜在因素,例如印刷机的调控参数,人为因素,焊膏变化因素等。然后及时的调整,控制趋势的继续蔓延。

 

SPI针对具体的检测项目,完全可以做到对体积,面积,高度,XY偏移,形状,桥接的全自动检测。主流的PMP(相位调制轮廓测量技术)已经达到微米级的检测精度。而激光扫描的检测方式已经迅速的退出焊膏检测的市场。

 

SPI作为一台硬件设备,它可以及时发现印刷品质的缺限。但要去发现趋势变化,就需要有强大的SPC(过程控制软件)加以辅助。SPC可以通过对一系列焊膏的检测结果进行统计分析及对比,图形化的提供趋势分布。焊膏的检测结果进行统计分析及对比,图形化的提供趋势分布。一般的XBar-S,XBar-R,Histogram,Single View, Multi View, CP, CPK, G&GR等报表都是不可缺少的工具。

 

2. 3D SPI和焊膏测厚仪的区别

 

传统的焊膏测厚仪的使用在目前焊膏检测中的局限性越来越明显。焊膏测厚仪主要以对某个点的焊膏进行高度测量。使用的检测光源为激光,激光束在不同高度平面产生的畸变,手工鼠标点击测量高度的方式。

 

而对焊膏的检测只测量高度是完全不够的。焊膏的体积的控制对于印刷工艺是至关重要的。同样面积可以有不同的体积,同样体积又可能有不同的面积等等。而焊膏测厚仪只能对单一的点或者某几个点进行检测,但这些点真的具有代表整板焊点的能力么?答案是否定的。某一种焊点以至某一个焊点都有着独特性,如果任何焊点缺陷都会造成整板的不良。

 

所以,真正的3DSPI就是用来解决上述的这些问题。3DSPI可以对所有的产品,产品上的所有焊点进行全自动的检测,包括体积,面积,高度,XY偏移,形状,桥接等,并配合功能强大的SPC过程控制软件。

 

 

3. 判断3D焊膏检测仪优劣的简易方法

 

目前SMT焊膏检测系统的市场上有大量技术,功能及精度层次不齐的产品。简单的判断焊膏检测仪优劣的方法如下:

 

*夹板装置是否为刀片式。刀片式是由刀片机构向上运动将线路板加紧,可以保证线路板的上表面为基准面,此类方式多数应用于精度高的设备。如线路板是由上方向下压紧,当线路板的厚度变化时,检测就无法得到正确的结果。

 

*机架是否为铸造或钢架结构。稳定的铸造或钢架结构可以保证设备在长时间运行时自身的机械精度。铝板搭建的结构在使用的过程中精度会漂移,无法控制。

 

以上的两点已经可以初步判断出该系统的优劣,以下的几点可以帮助进一步的梳理;

 

*采样方式是否为FOV式。由于焊膏检测高度时要精确到微米级甚至更小,FOV是静止时拍照多次采样,避免了机械部件及外部震动干扰,GGR可以达到6西格玛1微米。如采用的扫描式单次采样,无法避免机械传动及外部震动的影响,设备本身的重复性精度就很差了。

 

*基准面的选择。性能优良的焊膏检测系统是对每个检测点自动定义一个相对基准面,操作简单而且精度高。其次就是整板通过手工选择大于3个点定义一个绝对基准面,操作复杂而且不精确。

 

*全板自动检测。对线路板上所有的焊膏进行检测,在印刷过程中,对于一块线路板上的点是没有代表性的。好就是好,不好就是不好。不能以一个点的状况去估计其他几百个点的状况。焊膏检测就是要全部的点都检测。

 

*是否配备功能强大的SPC过程控制软件。XBar-S,XBar-R,Histogram,Single View, Multi View, CP, CPK, G&GR等报表都是不可缺少的工具。

 

 

4. SPI的分类

 

目前市场上有大量不同级别的焊膏检测系统,从高端的全自动在线型三维焊膏检测仪到低端的全手工焊膏测厚仪,大致上分如下的类型:

 

*全自动在线型三维焊膏检测仪;可以全自动的在线对每一块焊膏印刷线路板上的所有焊膏进行全方位的检测,包括体积,面积,高度,XY偏移,形状,桥接等,并配合功能强大的SPC过程控制软件,对印刷机的实时印刷质量进行监控。该类设备以PMP白光的检测为主流,精度及速度都较以前的激光检测方式有较大的提升。

 

*半自动桌面型焊膏检测仪;用步进马达驱动X轴和Y轴,对单块焊膏印刷线路板上的某些焊点进行抽样检测,一般抽取的样本数为5到10个以下。检测的项目以高度为主。并配合简单的SPC功能。该类设备以激光检测为原理,编程较为复杂,不能真实反映焊膏印刷质量,目前逐步的被全自动全板检测的设备所取代。

 

*手动桌面型焊膏测厚仪;完全采用手工定位,对单一焊膏进行高度测试。采用1根激光束在不同高度平面产生的畸变,鼠标点击测量高度的方式。该设备速度慢,精度差。目前已基本退出市场应用。

 

桌面型设备虽然可以定时抽检的方式对印刷机的印刷质量进行监控,但无法对产品实际生产中的工艺连贯性进行实时的检测,往往需要技术人员根据以往的经验进行判断,实际上是不完全正确的。在线型设备的设计符合SMT的产线节拍,即可做到对SMT生产线上的每一块线路板进行检测,得到的SPC数据也实际表现了印刷工艺的良好与否,并可以更具SPC数据对工艺趋势进行控制,完全解决了依靠人工经验判断所带来的不确定性。

 

 

 

5. SPC过程控制软件在SPI中的作用

 

SPI作为一台硬件设备,它可以及时发现印刷品质的缺限。但要去发现趋势变化,就需要有强大的SPC(过程控制软件)加以辅助。SPC可以通过对一系列焊膏的检测结果进行统计分析及对比,图形化的提供趋势分布。焊膏的检测结果进行统计分析及对比,图形化的提供趋势分布。一般的XBar-S,XBar-R,Histogram,Single View, Multi View, CP, CPK, G&GR等报表都是不可缺少的工具。


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