新技術在焊膏高度測量中的應用

據統計，組裝件的焊點缺陷有一半以上是由于印刷不良造成的，因此在印刷完成后對焊膏印刷效果進行檢查非常必要。傳統的做法是在印刷完成之后安排一個工位進行人工檢查，對不合格品進行修補或剔除。但隨著目前電路板最細間距降到0.3mm以下，對焊膏印刷進行定性判斷已不能滿足需要，必須要對其作定量分析，包括印刷的高度（厚度）、寬度、體積等？這就要用到先進的測量儀器。

　　測量原理

　　一般焊膏的印刷高度在100μm數量級，無法直接用尺規進行測量，通常都是采用間接方式計算其高度。

　　自動高度測量儀

　　早期的測量裝置用一個CCD攝像機將PCB平面圖像在顯示器上顯示出來，顯示屏上有兩條水平線，可通過控制旋鈕調節其上下位置。將兩條線分別與PCB上測量光束在焊膏頂部和底部的交線重合，測量儀可根據兩個旋鈕（電位器）的值計算成焊膏的高度，在屏幕上顯示出結果。

　　目前最新的高度測量儀采用了高性能電腦系統并融入先進的數據采集和圖像處理技術，只需簡單設置，就可讓機器完全自動地對一塊板或一批板進行測量。這里以兩類比較有代表性的自動化測量儀為例說明其應用，從中可看出該項領域的最新發展。

　　Malcom TD-3V是一種離線式全自動激光焊膏高度測量儀，其程序設定和結果輸出通過一臺計算機完成。這種設備的最大特點是能夠同時設定100個焊膏印刷位置的數據信息？由機器自動完成對這100個點的測量。操作者根據實際應用需要，在批量生產的PCB板上選取100個焊盤位置作為監控點，并將這100個點的坐標、允許印刷長寬及高度都預先設定好輸入電腦中，然后就可開始對板子進行自動測量。TD-3的測量結果不僅包括焊膏印刷的寬度和高度，還能自動計算出焊膏的體積。它可以將這100個點的實測結果與設定值進行對比，自動判斷被測板是否符合要求，并將各測量值和判定情況在屏幕上顯示出來。整個系統程序運行于Windows98環境下，操作十分便捷。

　　與TD-3V不同，SENTRY 2000屬于連線式焊膏高度測量儀，它用于接在自動印刷設備后面作在線檢查。這種系統采用Intel Pentium Ⅱ處理器進行數據處理，具有很高的速度。一塊13×13間距為50mil的BGA器件作完全焊盤測量時間為8秒，間距為20mil的160腳QFP器件完全測量時間為l2秒，平均每一視場測量僅需0.75秒。SENTRY2000的特點在于其反饋及時，由于它被安置在緊隨絲網印刷機的后面，因此在發現印刷超出規定的范圍后，它能及時通知操作員工，采取糾正措施，防止不良板流入下一道工序。

　　　　　型號　　　　　　　　TD-3　　　　SENTRY2000

　　　　　工作方式　　　　　　離線式　　　在線式

　　　　　測量精度　　　　　　8μ　　　　　5μ

　　　　　重復精度　　　　　　20μ　　　　2μ

　　　　　PCB最大尺寸（mm）　250×330　　460×550

　　　　　SPC附件　　　　　　配備　　　　　可選


　　目前的自動測量系統都采用計算機進行處理，可以地將測量數據存儲下來，用于以后的分析比較。上面介紹的兩種系統均可配備統計過程控制（SPC）軟件，對存在數據庫里的記錄進行統計分析，將工藝變化趨勢用柱狀圖或曲線圖直觀地表示出來。兩種測量儀的性能指標見表1，基本上代表了該類設備目前最新技術水平。

　　除了作焊膏高度測量外，這種設備還可靈活地用于多種應用中，比如觀察鋼模板開孔情況、測量膠點直徑、觀察元件貼放情況、檢查焊點效果、檢查IC引腳共面度等等。工藝技術人員可多動腦筋，在自身實際工作環境中發掘新的應用，提高設備的利用率。