SMT线路板检测技术的突破

　　技术是由工艺、设备、元器件、检测、辅料等几部分技术所组成。某一部分品种上，技术上，质量上有新的发展，必将促使其他部分做相应的发展。最明显的例子是器件封装形式有了变化，促使贴片机不断的改进，功能越越多，精度越来越高。同时也促使各种新型的辅助材料也开发出来，推向市场;又如：smt接插件大量问世后，贴装异型元件的贴片机也纷纷出现。诸如此类的例子，举不胜举。

　　总之，一某一部分技术的发展，会带动其他部分技术的发展，当然，某一部分技术发展的迟缓也会影响其他部分技术的发展。我认为当前最活跃的部分应属元器件包装形式的发展，似乎是处于几部分之首。SMT技术发展初期，检测技术是相对落后的。记得刚开始介绍SMT时，其中一个不足处就是检测问题不能很好的解决。近几年来，检测技术有所进步，双面针床的在线测试仪及飞针测试仪的推向市场，可以解决很大一部分密度不高的SMT线路板的检测。但线路板密度高了，针床就无法检测了。

　　在线测试仪是对线路板进行综合测试，测试的结果包含了元器件的质量与焊点的焊接质量。随着元器件质量的不断提高，特别是元器件生产工艺稳定可靠，产品质量得到了确保，使人们考虑在线路板装配过程中的检测是否再要考虑元器件质量的检测?经过一段时间的实践证明，元器件的质量已达到可确信的程度，因而，近年来，原有贴片机具有的元件值测试功能也都取消了。元器件质量得到保证后，对SMT线路板的检测内容也转向着重考虑，是否贴错，贴准，及焊点的质量上来新的检测仪器就是根据这个思路开发出来的，计算机技术的光学影像技术的不断发展也促使新的检测技术得以发展。

　　最近，在市面上已推出了一种利用光学技术，图象处理技术，计算机技术等先进技术进行线路板的检测的仪器，得到的专家们的肯定。认为这是SMT线路板检测技术的突破，为了将这个技术介绍给大家，现经韩国三星公司生产的VSS-3B SMT线路板焊接检测系统为例做一介绍。VSS-3B SMT线路板焊接检测是一种适合于线路板的检测仪器，它可以连在生产线上使用，也可单独组成检测生产线使用或单台使用。它使用了光学技术，图象处理技术，计算机技术等先进技术，能够高速度，高质量的解决SMT线路板的装配质量的检测问题。

　　(一)结构与原理

　　工作原理：一块需检测的线路板，进行检测时，不需要整个板面都进行检测，一般只将需要检测的部分的部分，按摄像机可拍摄的区域将它拍摄出来就行。例如：对一块QFP进行检测时，只需沿着引脚的焊接点进行排列，顺序设置若干个区域进行摄像。VSS-3B SMT线路板焊接检测系统配有二台摄象机，一台所摄区域较小，但分辨率要高此另一台所摄区域较大，但分辨率低些。当检查片状元件及其焊点时用后一摄机而检查引脚及其焊点可使用前一摄象机。二台摄象机同一时间只能使用其中一台。摄象机前端装有一喇叭型反光罩，罩内三圈灯泡组成的不同角度的LED光源，摄像过程中，灯光处理装置将控制三圈光源分别发光，由于不同圈光源发出的光角度不同，就分别在摄像时得到垂直光源，水平光源及偏差光源反射的影像，综合二到三个图象就形成一个假三维图象，这样就可以看出焊点的立面图象。由此可见，摄象机对每个区域进行检测一次，要拍摄二到三个不同光源器射下的二幅或三幅图象，经图象处理后输入到与标准图象做比较的图象判别模块，来确定所摄图象中焊点及元件是否有缺陷。标准图象可以从数据库中调用，也可由编程工作者编写进去。

　　当图象判别，判断出线路板装配中有差错时，即将此差错的位置与内容通知到存储器板内，一方面可输入数据管理，以便对线路板的差错进行统计与管理并做正确的输出，另一方面在整个线路板检测结束后，通知标记笔大线路板上有差错位置附近打出记号以便维修人员能很快的找到差错位置。差错位置也可在显示器上显示出来或通过计算机打印出来。标记笔有二种，一种是墨水笔，使用寿命短，但干的快，另一种是胶水笔，使用寿命长，但干的慢。当一个区域的摄像进行完毕以后，即通知X，移动机构做，移动达到下一个区域上方，进行第二次摄像，移动的距离由编程者在编程设置进去。X，移动机构有二种：一种是摄像机做X，Y的移动，线路板固定不动，这种检测设备适用于放置在贴片机与再流炉之间。因为此时元件尚水固化或焊好。如果线路板做X，Y的移动，摄象机固定不动，这种检测设备是放在再流炉之后，此时元件已全部焊牢在线路板上，线路板移动时产生的振动不会影响元件位移。

　　(二)VSS-3B

　　SMT线路板焊接检测系统所以能高速度，高质量的检测线路板，是由于它能高速摄像，高速图象处理等基础技术的保证，现将有关数据做一个介绍如下：检测速度：0.25秒/区域 0.005秒/元件或IC引脚区域到区域之间的运动时间0.15秒检测线路板基准点时间：1秒/2点打坏点标记时间：0.7秒/点摄像系统：二个1/2’CCD黑白摄象机低分辨率，大视野摄象机视野15.0*11.5mm，分辨率：30µm 或20.0* 15.0mm，分辨率：40µm高分辨率，小视野摄象机视野10.0*7.5mm，分辨率：灰度等级：256级照明系统：3层LED光源，可控检测数据：使用操作系统：WINDOW-NT最大存储量：200种不同检测对象,每块线路板最大可检测区域：200个每个区域最大可检查的对象的点数：20个以上最大的数据可以按用户需要进行扩容检测的坏点处理方式：可以显示在显示屏上,可以用墨水或胶水在PCB板上打上标记 - 可以进行统计分析并打印出分析结果的图表 - 可以由打印机打印PCB尺寸：最大250*330*2mm,最小70*50*0.5mm 板上面装元件最高：20mm板下面最大尺寸：15mm最大遮阴角度:35º 工艺边宽度:4mm固定边:前边/后边线路板基准点识别：基准点形状：无限制基准点分辨率：2个基准点分辨率：2µm

　　(三)检测内容

　　检测内容可以不断的增加，但需要不断地增加软件的开发，现将目前已开发正常使用的例表,无元件未对准极性相反焊锡缺少焊锡过剩连焊曼哈顿现象元件翻转引脚浮翘破裂错贴元件矩形电阻、电容l l × l l × l l × l 晶体管l l l l l l l l l 钽电容/二极管 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 × 电解电容 l l l l l × l l l 转换器 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型引脚IC l l l l l l l l l l 运用图象处理的方法来判别焊点状况，需要不断的总结经验，不断的完善图象的识别能力。而这方面的提高又必须在应用过程中不断总结实践经验才能实现，因此，使用这种类型检测设备的用户，应经常交流经验，互相提高，不断完善这个检测技术。检测判断图形比较：无元件通过核对焊盘区明亮度的不同或元件上表面的类型标记来进行检测未对准与无元件检测理论相似，但存在许多变化元件翻转通过与正常贴装情况下的明亮度核对比较来进行检测板性相反通过核对极性标记点的位置来进行检测极性相反通过核对极性标记点的位置来进行检测曼哈顿现象通过核对焊盘区明亮亮度和元件上表面的类型标记来进行检测无焊锡通过核对焊接区域的明亮区域尺寸业进行检测焊锡缺少通过核对焊接区域的明亮区域尺寸来进行检测错贴元件通过认识元件体的特征来进行检测引脚浮翘通过核对焊盘未端区域的明亮区域尺寸进行检测连焊通过核对相邻引脚亮度的连续性来进行检测元件侧立通过核对焊盘区明亮度和元件的宽度来进行检测。