SPI锡膏的技术原理及特点

SPI在SMT行业中指的是锡膏检测设备（Solder Paste Inspection）的英文简称，用于锡膏印刷后检测锡膏的高度、体积、面积、短路和偏移量。其工作原理：锡膏检查机增加了锡膏测厚的雷射装置，所以SPI的工作原理与AOI类似，就是要先取一片拼板目检没有问题后让机器拍照当成标准样品，后面的板子就依照首件板子的影像及资料来作为判断根据，这样会有很多的误判率，所以需要不断的修改其参数，直到误判率降低到一定标准，因此，使用SPI时，需要有工程师维护。

那么SPI具体是如何检测的呢？目前SPI领域中主要的检查方法有激光检查和条纹光检查两种。其中激光方法是用点激光实现的。由于点激光加CCD取像须有X、Y逐点承担的机构，并未明显增加量测速度。为了增加量测速度，需将点激光改成扫描式线激光光线。这两种是经常用到的方法，此外还有360°轮廓测量理论、对映函数法测量原理( coordinate Mapping)、结构光法( Structure Lighting)、双镜头立体视觉法。但这些方法会受到速度的限制而无法被应用到在线测试上，只适合单点的3D测量。

SPI在市面上常见的分为两大类，主要区分为离线式锡膏检查机和在线型锡膏检测机。设备大部分均采用3D图像处理技术，3D锡膏检查机能通过自动X-Y平台的移动及激光扫描SMT贴片锡膏焊点，获得每个点的3D数据，同时也可用来测量整个焊盘贴片加工过程中施加锡膏的平均厚度，使SMT贴片加工锡膏印刷过程能够良好受控。3DSPH采用程序化设计方式，同种产品一次编程成功，可以无限量扫描，速度较快。

而2D锡膏检查设备只是依据锡膏上的某一条线的高度，来测量整个焊盘的锡膏厚度。其工作原理是激光发射器发射出来的激光束照射到PCB、铜和锡膏三个不同平面上，依靠不同平面反射回来的激光亮度值换算出锡膏的相对高度。由于2DSPI是点扫描方式，锡膏拉尖或者锡膏斜面都会导致锡膏厚度的测量结果不准确。2DSPI多采用手动旋钮来调整PCB平台来对正需要测量的锡膏点，速度较慢。

通常SMT贴片加工厂的锡膏检查设备除了它自身的主要任务——测量得到锡膏的厚度值外，还能通过它得到面积、体积、偏移、变形、连桥、缺锡、拉尖等具体的数据，根据客户的需要调试机器，把详细的焊点资料导出给客户检验。其检查的基板尺寸范围一般是50mx50mm～250mm×330mm，基板厚度范围为0.4mm～5.0mm。区分锡膏检查设备优劣的指标集中在分率、测定重复性、检查时间、可操作性和GR＆R(重复性和再现性)。

SPI在SMT中的起到什么作用呢？ 通常，SMT贴片中80-90%的不良是来自于锡膏印刷，那么在锡膏印刷后设置一个SPI锡膏检查机就很有必要，将SPI放置在锡膏印刷之后，能够将锡膏印刷不良的PCB在贴片前就筛选出来，这样可以提高回流焊接后的通过率。由于现在越来越多的0201小元件需要贴片焊接，因此锡膏印刷的品质需求就越高，在锡膏印刷后检查出来的不良比回流焊接后检查出来的维修成本要低很多，节省成本，并且更容易返修。

审核编辑 黄宇