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1、目录目录SPI相机零点面测量及计算原理相机零点面测量及计算原理光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法GR&R数据验证数据验证程序制作对比程序制作对比SPC功能及不良检测对比功能及不良检测对比闭环系统比较闭环系统比较前言前言前言前言 随着目前电子行业越来越精细化，智能化。目前随着目前电子行业越来越精细化，智能化。目前随着目前电子行业越来越精细化，智能化。目前随着目前电子行业越来越精细化，智能化。目前SMTSMTSMTSMT生产生产生产生产的要求也越来越严。今年的要求也越来越严。今年的要求也越来越严。今年的要求也越来越严。今年4G4G4G4G手机的现世也表明了未来手机的现世也表明了未来手机的
2、现世也表明了未来手机的现世也表明了未来SMTSMTSMTSMT发展发展发展发展的趋势及反向会越来越严峻：新工艺的趋势及反向会越来越严峻：新工艺的趋势及反向会越来越严峻：新工艺的趋势及反向会越来越严峻：新工艺POPPOPPOPPOP的出现，的出现，的出现，的出现，0.35MMPitch0.35MMPitch0.35MMPitch0.35MMPitch BGABGABGABGA的设计，的设计，的设计，的设计，0201020102010201、01005010050100501005甚至于甚至于甚至于甚至于03015030150301503015等微型元件器的使用越等微型元件器的使用越等微型元件器的
3、使用越等微型元件器的使用越来越广泛，这些都标志着来越广泛，这些都标志着来越广泛，这些都标志着来越广泛，这些都标志着SMTSMTSMTSMT行业已经进入一个高精度，高密行业已经进入一个高精度，高密行业已经进入一个高精度，高密行业已经进入一个高精度，高密度的生产需求期。总所周知，对于度的生产需求期。总所周知，对于度的生产需求期。总所周知，对于度的生产需求期。总所周知，对于SMTSMTSMTSMT质量来说，最关键工序质量来说，最关键工序质量来说，最关键工序质量来说，最关键工序就是印刷工序。据资料统计，在就是印刷工序。据资料统计，在就是印刷工序。据资料统计，在就是印刷工序。据资料统计，在PCBPCBP
4、CBPCB设计正确、元器件和印制设计正确、元器件和印制设计正确、元器件和印制设计正确、元器件和印制板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有70%70%70%70%的质量问的质量问的质量问的质量问题出在印刷工艺。好的产品品质能决定一个公司的名誉及产品题出在印刷工艺。好的产品品质能决定一个公司的名誉及产品题出在印刷工艺。好的产品品质能决定一个公司的名誉及产品题出在印刷工艺。好的产品品质能决定一个公司的名誉及产品的市场接受度。所以怎样确保印刷的品质是各个公司都急需解的市场接
5、受度。所以怎样确保印刷的品质是各个公司都急需解的市场接受度。所以怎样确保印刷的品质是各个公司都急需解的市场接受度。所以怎样确保印刷的品质是各个公司都急需解决的头等问题。对此，我司决定采购大规模的决的头等问题。对此，我司决定采购大规模的决的头等问题。对此，我司决定采购大规模的决的头等问题。对此，我司决定采购大规模的SPISPISPISPI来检验及确来检验及确来检验及确来检验及确保我司的印刷品质要求。从而选择了三款不同品牌的保我司的印刷品质要求。从而选择了三款不同品牌的保我司的印刷品质要求。从而选择了三款不同品牌的保我司的印刷品质要求。从而选择了三款不同品牌的SPISPISPISPI进行进行进行进
6、行DemoDemoDemoDemo评估。评估。评估。评估。各品牌各品牌SPI设备简介设备简介Kohyoung相机结构图：相机结构图：KohyoungKohyoung锡膏零点面计算方法：锡膏零点面计算方法： 用摩尔条纹检测锡膏边缘外用摩尔条纹检测锡膏边缘外扩扩812812个像素点的灰度值，计算个像素点的灰度值，计算平均值，以此作为当前平均值，以此作为当前PADPAD的零的零基准面，计算锡膏每一个像素点基准面，计算锡膏每一个像素点的相对高度的相对高度KY8030XDL各品牌各品牌SPI设备简介设备简介TRI相机结构：相机结构：Balser 4M pixels双3D 摩尔条纹光源白色同轴光源（MAR
7、K）RBG环状光源（RBG彩色图像）3D图层R图层G图层B图层W图层TRITRI锡膏零点面计算方法：锡膏零点面计算方法：1,1,通过摩尔条纹照射与相机拍照取得所有像素通过摩尔条纹照射与相机拍照取得所有像素点的绝对高度。点的绝对高度。2 ,2 ,统计搜寻范围内所有像素点的绝对高度值统计搜寻范围内所有像素点的绝对高度值形成直方图（灰阶形成直方图（灰阶- -数量）。数量）。3,3,利用统计学方法找到锡膏与除锡膏以外利用统计学方法找到锡膏与除锡膏以外（basebase）的分界线。）的分界线。4, 4, 零平面为除锡膏以外所有像素点的平均值零平面为除锡膏以外所有像素点的平均值5, 5, 所有锡膏像素点与
8、零平面比较得到锡膏像所有锡膏像素点与零平面比较得到锡膏像素点的相对高度。素点的相对高度。取像与绝对高度计算搜索范围内高度分析base(H0)=avg（= (Pixel gary125) )-H0)TR7007M SII各品牌各品牌SPI设备简介设备简介Pemtron相机结构：相机结构：PemtronPemtron锡膏零点面计算方法：锡膏零点面计算方法：方法一方法一: :通过三色像素计算相机通过三色像素计算相机拍照后的图片，确认铜箔，绿拍照后的图片，确认铜箔，绿油及锡膏的识别状态油及锡膏的识别状态. .方法二：用摩尔条纹检测锡膏方法二：用摩尔条纹检测锡膏边缘外扩边缘外扩812812个像素点的灰度
9、个像素点的灰度值，计算平均值，以此作为当值，计算平均值，以此作为当前前PADPAD的零基准面。的零基准面。两种方法需要选择两种方法需要选择铜铂的识别锡膏的识别绿油的识别TROI-7700HD400400万像素工业万像素工业数字相机，高速数字相机，高速成像，分成像，分10u10u、15u15u和和20u20u三种解三种解析度析度2D RGB2D RGB环形光环形光源源Kohyoung检测原理：检测原理：马达以走停式检测方法运行，相机以莫尔条纹进行拍照检测。马达以走停式检测方法运行，相机以莫尔条纹进行拍照检测。光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法Kohyoung成像方法：成像方法：1.白色
10、光源通过光栅，将预先定义好的周期性的条纹型的光投到锡膏上白色光源通过光栅，将预先定义好的周期性的条纹型的光投到锡膏上2.高解析度的高解析度的CCD相机相机(1-4M pix)拍摄一个周期（拍摄一个周期（4个象限）内的四张图片，图片中包含了每个像素点的个象限）内的四张图片，图片中包含了每个像素点的 高度信息。高度信息。3.通过四张图片的对比计算，获得每个像素点的高度值通过四张图片的对比计算，获得每个像素点的高度值4.利用每个像素点的高度值模拟得到锡膏的形状，表面分布，体积值等利用每个像素点的高度值模拟得到锡膏的形状，表面分布，体积值等光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法Kohyoung成
11、像方法：成像方法：高度：高度： Height=Average(h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8)面积（面积（Area）： 统计锡膏高度超过一定值的面积体积（体积（Volume） ： 通过求和获得体积焊盘中心（焊盘中心（Pad Center）：即整个锡膏体的重心DesiredareaMeasuredareaMeasuredheight per pixel X,Y resolution: 20 KohYoungs 3D Viewer5.5.测量锡膏表面每个测量锡膏表面每个(20X20 (20X20 2)2)大小的像素点高度，然后根据这些像素点数据准确计算出每个锡大小的像素点高度，然后
12、根据这些像素点数据准确计算出每个锡膏的形状。膏的形状。光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法TRI 成像方法：成像方法：马达以移动式扫描方法运行，相机以莫尔条纹进行拍照检测马达以移动式扫描方法运行，相机以莫尔条纹进行拍照检测TRI 成像方法：成像方法：TRI use 8 bit depth of image Phase Shift TechnologyCameraSurfaceReference Plane光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法Pemtron 检测原理：检测原理：2d (red
13、+ blue)3d (4 bucket)2D inspectionPCB(Solder)2D3D inspection马达以走停式检测方法运行，相机先以马达以走停式检测方法运行，相机先以RBGRBG环形光确认锡膏，焊盘及绿油的区域，后以莫尔条纹进行拍照检测。环形光确认锡膏，焊盘及绿油的区域，后以莫尔条纹进行拍照检测。Pemtron成像方法：成像方法：1.1.白色光源通过光栅，将预先定义好的周期性的条纹型的光投到锡膏上白色光源通过光栅，将预先定义好的周期性的条纹型的光投到锡膏上2.2.高解析度的高解析度的CCDCCD相机相机(1-4M pix)(1-4M pix)拍摄一个周期（拍摄一个周期（4
14、4个象限）内的四张图片个象限）内的四张图片( (双双3D3D一个一个周期拍摄周期拍摄8 8张图片张图片) )，图片中包含了每个像素点的高度信息。，图片中包含了每个像素点的高度信息。3.3.通过四张图片的对比计算，获得每个像素点的高度值通过四张图片的对比计算，获得每个像素点的高度值4.4.利用每个像素点的高度值模拟得到锡膏的形状，表面分布，体积值等利用每个像素点的高度值模拟得到锡膏的形状，表面分布，体积值等光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法Height Map of Solder per pixel理想的锡膏面积实际运算的锡膏面积体积和面积都是采用微积分的方式运算的.5.5.测量锡膏表
15、面每个测量锡膏表面每个(20X20 (20X20 2)2)大小的像素点高度，然后根据这些像素点数据准确计算出每个锡膏大小的像素点高度，然后根据这些像素点数据准确计算出每个锡膏的形状。的形状。光学检测原理光学检测原理及成像方法及成像方法机器评价机器评价SPI相机零点面测量及计算原理相机零点面测量及计算原理GR&R数据验证数据验证Gage R&R project（GR&R study)分三组进行：1.正常PCB的Grr检测数据（重复检测九次）。2.不良PCB的Grr检测数据（重复检测九次）。3.密间距焊盘（0.12Pitch连接器及0201焊盘） 检测Grr数据（重复检测五次）。测试验证板进行程序
16、1： 提供验证板Geber,由供应商制作程序 抽取一片PCBA，在GKG上印刷， 将印刷OK的板用三台SPI轮流检测九次， 共记录9组数据 分别计算Volume,Height,Area,OffsetX, OffsetY的GR&R值计算公差： Volume&Area公差：+/-30% Height公差：+/-30um Offset X&Offset Y公差：+/-50um要求目标:GRR10% 优秀 10%GRR30% 不可接受 进行程序2： 提供验证板Geber,由供应商制作程序 抽取一片PCBA，在GKG上故意印刷偏位， 将印刷偏位的板用三台SPI轮流检测九次， 共记录9组数据 分别计算Volume,Height,Area,OffsetX, OffsetY的GR&R值计算公差： Volume&Area公差：+/-30% Height公差：+/-30um Offset X&Offset Y公差：+/-50um要求目标:GRR10% 优秀 10%GRR30% 不可接受 Grr测试目的：测试目的：1.检测机器重复检测精度；2.检测机器在测试不良产品时的重复检测精度；3.检测机器在0201焊
