印刷後的三維檢測及檢測設備現狀
科研處郝宇，第一研究室李桂雲
本文簡要論述了焊膏沈積後使用的檢測方法，並將二維檢測技術與三維檢測
技術進行了比較，通過比較重點介紹了三維檢測技術的優點及各種檢測設備的技
術性能。
關鍵字：三維檢測；焊膏沈積；印刷檢測設備
隨著電子組裝的更高密度、更小尺寸、更複雜的PCB混合技術的縱深發展，
使得用肉眼對印刷後的質量進行檢測已成爲歷史。儘管工藝設備更加先進，仍強
調要對PCB的質量嚴格把關，因爲在電子組裝過程中産生的缺陷中有70％的缺
陷源自焊膏印刷工藝，在沈積較細間距的元件時更是如此。此外，在沈積焊膏過
程中産生的漏印、焊料過多或過少等缺陷會給隨後的工序(元件貼裝)帶來橋接、
短路和墓碑現象，使最終生産出來的産品的質量和可靠性得不到保證。爲此，人
們越來越重視印刷後的焊膏檢測。目前，表面組裝檢測設備製造廠家提供了幾種
不同的印刷後檢測方法及各種不同的焊膏沈積檢測設備，從價格相當低廉的手
工、脫機檢測設備到100000美元的高檔、高速在線檢測設備。應在充分瞭解和
權衡比較二維檢測設備和三維檢測設備之間、脫機檢測設備和在線檢測設各之
間、樣品檢測和整塊板子檢測之間的利弊後，爲你自己的組裝生產線選擇適用的
焊膏檢測設備。
1檢測使成本上升
電子行業專家們一致認爲焊接缺陷是由焊膏印刷不良造成的。因此，提高印
刷質量、或減少進入下一步工序的有缺陷電路板的數量，將有助於提高最終的質
量，並通過降低返修量和減少廢品率可實現降低成本的目的。
1．1儘早發現缺陷
經對在線測試階段所檢測的有缺陷的電路板的返修或報廢品所帶來的成本
進行了大概統計，發現控制印刷工藝會給焊膏印刷帶來很多顯著的優點。任何一
種缺陷都會消耗資金，而印刷後檢測只能幫助減少缺陷數量，並不能徹底消除缺
陷。但是，事實上在電路板成本沒有增加之前，在加工過程中進行檢測，以求得
儘早識別缺陷，的確能夠降低由缺陷所帶來的額外成本，提高一次性檢驗合格率
對基礎生產線起到很大作用。
清洗電路板以便再利用要比返修或重新測試的成本低得多。在印刷後對缺陷
進行修復的成本估計爲0.45美元，在在線測試後修復同樣缺陷的成本近似30
美元。不考慮美元比價，這種關係仍保持不變。因此，在加工過程中儘早發現缺
陷不是什麽麻煩事，而是節約成本的一個良好契機。
1．2提高可靠性
在印刷工藝中附加檢測工序可提高組裝後電路板的可靠性，原因有兩個：首
先，檢測減少了返修量，此外；返修後的焊點易於損壞，並且比合格的焊點更易
破裂。其次，焊膏量不足也有可能形成易破裂的焊點，雖然當時能夠通過在線測
試，可是以後也會斷裂。
有這兩種問題的電路板雖都能通過最後的測試，卻容易在運行時發生故障。
成品中存在的這些問題會使用戶不滿意或使保修費很高。
1．3必要的檢測
由於更密的引線間距、更小的球柵陣列焊球和更精確的印刷間隙的要求，使
更多的PCB組裝廠家在組裝工藝中增加了焊膏檢測工序。而在一些合同組裝廠，
是根據用戶的要求才增設檢測步驟。
根據技術要求，而必須實施焊膏檢測時，那麽下一步就是確定哪一種檢測設
備最適合於特定的應用。
2選擇檢測設備
可在幾個製造廠家中選購焊膏檢測設備。每個製造廠家都提供有不同速度、
性能和價格的檢測設備，不過都報導了焊膏高度、體積和面積的測量結果(表1)
印刷後的檢測設備主要有兩類：人工脫機檢測設備，包括視覺檢測和臺式測
量工具；自動在線檢測設備，包括內置於印刷機中的樣品檢測系統和整塊印製板
掃描檢測設備。
2．1視覺檢測
長期以來一直使用視覺檢測這種簡單的方法就足以確定樣品“合格或不合
格”，直到今天更小器件、更高引線數和更細間距元件的問世，才使得這種方法
不適用了。使用發光的放大鏡或校準的顯微鏡，由經培訓的操作人員檢查樣品印
製板，並確定什麽時候需進行校正操作。視覺檢測在工藝監測中是成本最低的一
種方法，而且在印刷工藝中其校正操作步騾的成本是最合理的。
但是，視覺檢測方法帶有人們的主觀意識：操作人員與操作人員之間的檢測
結果是不同的。視覺檢測工具沒經過校準，不能夠給出工藝控制所需的資料。從
實際情況來看，隨著超細間距與BGA器件的不斷普及，也就不再使用視覺檢測
方法，因爲它已不再是監測印刷工藝的行之有效方法。
2．2人工鐳射