关键词：焊膏、焊膏检测、缺陷预防、缺陷检测、3D、SPI、ROI

    摘要 在当今日益变化的市场竞争中，节约成本以实现盈利势在必行。用户可以使用3D焊膏检测在制造过程的早期阶段捕抓缺陷，以防止缺陷单板进入贴片、回流工序，从而节约成本。3D印刷焊膏检测系统在进行缺陷预防的同时，也可以利用在线系统反馈回的检测信息来参数化它们的工艺能力并进行优化，从而提高直通率、降低废弃和返修。另外，焊膏的体积经过工艺参数优化后，形成的焊点将有助于提高焊点的长期可靠性。本文将通过对一个近来表面贴装技术印制电路板组装的案例进行探讨，说明客户具备检测BGA焊点缺陷、提高直通率、避免返修并改善优化工艺等能力，从而再次固化强调3D焊膏检测的重要性。

简介

    利用自动光学检测（AOI）或更具针对性的焊膏检测系统（SPI）将能大大地节约成本。SPI在设计理念上能在组装的最早阶段捕抓缺陷，从而防止缺陷单板进入下一个工序。我们在各种文章杂志上看到过无数遍有关焊膏体积是决定焊点质量和长期可靠性非常关键的因素的论述[1,3,9,10,11]，我们也听说过许多缺陷都是由焊膏印刷工艺导致的[1,2,3,4,5,6,7,8]。各种讲座和论文都表明使用SPI全检将有助于减少与焊点缺陷相关的印刷工艺缺陷[12]，反过来说，它通过减少废弃成本，降低返修成本（如清洗单板）、提高焊点可靠性并节约成本[3]。本文将用一个用户实际研究案例来证明这一点。

    在该案例中，某移动电话制造商在组装CSP和BGA时，组装直通率不能达标，返修和废弃率偏高。生产线上已有各种检测测试设备，但回流炉前的光学检测系统不能较好地覆盖测试印刷质量缺陷。3D焊膏检测系统在该案例中体现了很高的应用价值。其理论依据就是上述的各种文献论述和该用户的焊膏印刷工艺的总体水平感觉不受控。

结果

安捷伦Medalist SP50焊膏检测系统是在线设备。该系统安装时间不超过60分钟，系统的校正时间不超过30分钟，42分钟之内就可以建立稳定的检测程序。因此，不用半天时间系统就可投入在线使用并开始第一周的工作。第一周主要工作是对一块143mm*210mm（5.63in*8.27in）的移动电话单板进行生产评估。

    这项研究一开始是进行8天时间的生产运行，以评估其工艺水平。如图1所示的性能泊拉图，起初8天的平均生产直通率是97.33％。应用SP50焊膏检测系统后，又生产了一周（即7天），由于SPI系统具有缺陷检测处理和自学习的功能，从图表中可以看出直通率有明显提升，印刷后平均检测直通率达到98.66％，仅仅应用1周直通率就提升了1.33％。

    随着焊膏检测系统的应用，可检测到类似图2的印刷缺陷，生产就可采取相关改进措施。图3所示为统计过程控制（SPC）图，从图中也可以看到印刷质量趋势。在该研究中，生产两天后就将钢网换成电铸钢网，它的开口质量更好，开口质量改善可以减少“焊膏量不足”缺陷的发生。钢网更换，再加上分离速度和擦网频率的调整，导致直通率的提升。