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SPI锡膏检查机的作用和检测原理

SPI是英文Solder Paste Inspection的简称，行业内一般人直接称呼为SPI，SPI的作用和检测原理是什么？

SPI锡膏检查机的作用

      一般，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锡膏检查机是不是很有必要，将锡膏印刷不良的PCB在贴片前就刷选下来，这样就可以提高回流焊接后的PASS率。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。

SPI锡膏检查机的检测原理

      SPI的检测原理与AOI(延伸阅读：什么是AOI？详解自动光学检测设备aoi)基本类似，都是利用光学影像来检查品质，锡膏检查的是锡膏的平整度、厚度以及偏移量，因此需要先将一块OK板检测出来作为样板，后面批量印刷的PCB板就依据OK板来进行判断，也许刚开始还有很多不良率，但是这是正常，因为机器需要不断的学习和修改参数以及工程师维护。 光电转化摄影系统指的是光电二极管器件和与之搭配的成像系统。阳江在线式SPI检测设备设备

使用在线型3D-SPI（3D锡膏检测机）的重要意义：

      再次，很多因素影响印刷工艺品质，例如：温度、搅拌、压力、速度、网板清洗时间等；并且单一的因素与印刷不良之间没有明确的因果关系。所以必须使用在线型3D锡膏检测机，实时监控印刷工艺，及时准确地调整印刷机状态。专业全自动在线型3D锡膏检测机（3D-SPI）运用了高精度3D条纹调制测量技术、或者是3D激光测量技术，可以实现高度方向 上1um的测试精度。

      在线型3D-SPI（3D锡膏检测机）在传统SPI的2D检测的基础上，加入了对锡膏的高度、拉尖、体积的检测， 可以在SMT产线Cycle-time时间内，快速且精确的检测锡膏印刷质量。作为精密检测设备，在线型3D-SPI（3D锡膏检测机）不但可以检测出锡膏印刷过程中的各种不良，更可以作为质量控制工 具，真实记录锡膏印刷环节工程中锡膏质量的微小变化。用SPI锡膏检测机确认锡膏印刷状态，并把收集到的状态信息反馈给锡膏印刷机，帮助工程师调节锡膏印刷参数，实现提高锡膏印刷质量、降低SMT工艺不良率的目的。 阳江在线式SPI检测设备设备SMT锡膏的印刷是SMT制程中首道工序也是SMT生产工艺的重要环节，锡膏印刷质量直接影响焊接质量。

现阶段，应用于结构光3D SPI、3D AOI检测的结构光投影模块主要采用DLP或LCoS，DLP凭借高速、高分辨率、高对比度、稳定可靠、控制灵活方便而广泛应用与锡膏及PCB检测领域。

针对需要倾斜投影的3D检测应用，如3DSPI、3DAOI、小尺寸高精度工件检测，定制的斜投的沙姆DLP投影模块，极大地提高了景深利用率，并且在产品尺寸、亮度、畸变、稳定性方面做了较大优化，方便用户快速集成。软件方面，与德州仪器TI的DLP3010EVM完全兼容，可以非常轻松的进行二次开发和集成。

应用于3DSPI/AOI领域的3D相机

3D结构光的视觉，相机还是使用和2D一样的面阵相机，主要差別在3D原理；根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，主要参数：

1）灵敏度的选择

2）频率响应特性

3）线性范围

4）稳定性

5）精度

莫尔条纹技术特点：

1874年，科学家瑞利将莫尔条纹图案作为一种测试手段，根据条纹形态和评价光栅尺各线纹间的间距的均匀性，从而开创了莫尔测试技术。随着光刻技术和光电子技术水平的提高，莫尔技术获得极快的发展，在位移测试，数字控制，伺服跟踪，运动控制等方面有了较广的应用。目前该技术应用在SMT的锡膏精确测量中，有着很好的优势。莫尔条纹（即光栅）有两个非常重要的特性：

1）.判向性：当指示光栅对于固定不动主光栅左右移动时，莫尔条纹将沿着近于栅向的方向上移动，可以准确判定光栅移动的方向。

2）.位移放大作用：当指示光栅沿着与光栅刻度垂直方向移动一个光栅距D时，莫尔条纹移动一个条纹间距B,当两个等间距光栅之间的夹角θ较小时，指示光栅移动一个光距D,莫尔条纹就移动KD的距离。这样就可以把肉眼无法的栅距位移变成了清晰可见的条纹位移，实验了高灵敏的位移测量。这两点技术应用在SPI中，就体现了莫尔条纹技术测量的稳定性和精细性。 SPI锡膏检测机类似我们常见摆放于smt炉后AOI光学识别装置，同样利用光学影像来检查品质。

AOI在SMT各工序的应用

在SMT中，AOI主要应用于焊膏印刷检测、元件检验、焊后组件检测。在进行不同环节的检测时，其侧重也有所不同。

1.印刷缺陷有很多种，大体上可以分为焊盘上焊膏不足、焊膏过多；大焊盘中间部分焊膏刮擦、小焊盘边缘部分焊膏拉尖；印刷偏移、桥连及沾污等。形成这些缺陷的原因包括焊膏流变性不良、模板厚度和孔壁加工不当、印刷机参数设定不合理、精度不高、刮刀材质和硬度选择不当、PCB加工不良等。通过AOI可以有效监控焊膏印刷质量，并对缺陷数量和种类进行分析，从而改善印刷制程。

2.元件贴装环节对设备精度要求很高，常出现的缺陷有漏贴、贴错、偏移歪斜、极性相反等。AOI检测可以检查出上述缺陷，同时还可以在此检查连接密间距和BGA元件的焊盘上的焊膏。

3.在回流焊后端检测中，AOI可以检查元件的缺失、偏移和歪斜情况，以及所有极性方面的缺陷，还能对焊点的正确性以及焊膏不足、焊接短路和翘脚等缺陷进行检测。 AOI检测误判的定义及存在原困？阳江在线式SPI检测设备设备

在线3D-SPI（3D锡膏检测机）在SMT生产中的作用当今元件PCB的复杂程度，己经超越人眼所能识别的能力。阳江在线式SPI检测设备设备

DLP结构光投影仪在3D SPI / AOI领域的应用

1.SPI分类

从检测原理上来分SPI主要分为两个大类，线激光扫描式与面结构光栅PMP技术。

1.1 激光扫描式的SPI

通过三角量测的原理计算出锡膏的高度。此技术因为原理比较简单，技术比较成熟，但是因为其本身的技术局限性如激光的扫描宽度偏长，单次取样，杂讯干扰等，所以比较多的运用在对精度与重复性要求不高的锡厚测试仪，桌上型SPI等。在此不做过多叙述。

1.2结构光栅型SPI

PMP又称PSP(PhaseShiftProfilometry)技术是一种基于正弦条纹投影和位相测量的光学三维面形测量技术。通过获取全场条纹的空间信息与一个条纹周期内相移条纹的时序信息，来完成物体三维信息的重建。由于其具有全场性、速度快、高精度、自动化程度高等特点，这种技术已在工业检测、机器视觉、逆向工程等领域获得广泛应用。目前大部分的在线SPI设备都已经升级到此种技术。

但是它采用的离散相移技术要求有精确的正弦结构光栅与精确的相移，在实际系统中不可避免地存在着光栅图像的非正弦化，相移误差与随机误差，它将导致计算位相和重建面形的误差。虽然已经出现了不少算法能降低线性相移误差，但要解决相移过程中的随机相移误差问题，还存在一定的困难。 阳江在线式SPI检测设备设备

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