锡膏印刷流程会产生很多缺陷已经是一个不争的事实，一些刊物甚至指出这类缺陷的数量已占总缺陷数量的70%。因为锡膏印刷量是判断焊点质量及其可靠性的一个重要指标，所以100%的采用锡膏检测系统(SPI)对印刷完锡膏的PCB进行检测将有助于减少印刷过程中产生的焊点缺陷，可以通过最低的返工（如清洗电路板、检测PCB、重新印刷）成本来减少废品带来的损失，提高产品的质量。锡膏检测(SPI)仪逐渐得到各大生产厂家的青睐，ViTechnology’s3D-SPI是全球首款三维锡膏检测系统。可测量电路板翘曲及工作周期内不受阴影影响的实际锡膏量。飞行三维图像采集法（取代了“一停一移”的图像采集法），带来更迅捷三维检测的同时，并不降低分辨率。

此外，在很多企业还使用离线式三维锡膏厚度检测设备，这种检测设备是台式的，价格比较便宜。

1．SPI的主要功能与特点

(1)主流的SPI主要采用激光和光栅两种，这两种各有其优、缺点。

采用激光的SPI特点是：速度快，实现3D的效果更好，同时测试的体积更准确，但可重复性与再现性分析(GaugeRepeatabilityandReproducibility，GaugeR&R)不佳；采用光栅的SPI特点是：GaugeR&R更好，但测试的体积比实际的锡膏体积小。

(2)主流的SPI采用位置测量器(PositionSensitivityDetector，PSD)，CCD探测器。

PSD是一种连续的模拟式光斑位置检查器件，其原理是：利用光照情况下光电二极管表面的阻抗变化来检测光斑的位置，与CCD等非连续（分割式）探测器相比，PSD具有位置分辨率更高、无盲区、响应速度更快的优点。

CCD可以同时实现3D和2D的效果，如果PSD加CCD效果会更佳。

(3)基准面的选择。目前有两种基准面方式：

①每点都有个基准面。

②一个检查(view)找一个基准面。

相对来讲，第一种比第二种效果更好，同时更不易受板弯的影响。

(4)板弯补偿。目前有两种方式：

①纺形板弯补偿。

②在测试前找几个点算出弯曲程度进行补偿，纺形板弯补偻精度更高。

2．主流SPI检测品牌目前市场主流的SPI检测品牌主要有KOHYOUNG8030、AnristuMK5400、CyberOpticsSE300、AgilentSP50等。KOHYOUNG8030SPI是主要运用光栅技术、CCD探测器、一个检查找一个基准面及纺形板弯补偿技术。AnristuMK5400SPI采用激光技术，PSD位置测量器，每点都有个基准面，纺形板弯补偿。CyberOpticsSE300采用光栅技术，CCD探测器，一个检查找一个基准面，在测试前找几个点算出弯曲程度进行补偿。AgilestSP50采用激光技术，CCD探测器，一个检查找一个基准面，在测试前找几个点算出弯曲程度进行补偿。

3．台式3DSPI锡膏厚度检测仪

1)工作原理运用激光发射原理，激光头0603ZG105ZAT2A发射激光经过被测物体表面，物体表面不同高度被反射到镜头，经过图像处理转化为数据.

2)主要结构3DSPI台式锡膏厚度检测仪主要是利用高清晰镜头给待测PCBA摄像，将图像转换并，对比，从而获得检测数据，主要有高清晰CCD摄像头、高精密线性模组、标准模块、激光焊接机身、显示器、主机等，如图5-5所示。

3)技术参数SPI检测仪主要包括的技术参数有检测应用范围（锡膏，红胶，晶片标定，钢网，零件共平面度，空PCB，BGA/CSP/FC）、测量项目（高度、体积、面积、3D形状、二维距离及角度，并可自动判断的功能）、测量光源（波长、功率）、测试速度、最高分辨率、重复精度、SPC软件、使用电源、气源、规格与重量（外形尺寸WxLxH，设备总重量）、操作软件与系统(Windows视窗模式)。

设备通常具有以下功能：手动／半自动／自动检测、3D扫描测量、测量锡膏高度、体积、面积、形状自动保存测量结果、全板扫描、缩略图导航、个性化软件设计，编程简单，SPC功能强大等。

4)测试效果图及其他功能3DSPI台式锡膏厚度检测仪的测试效果，通常这种台式检测设备还具有以下功能：IC封装、空PCB变形测量；钢网的通孔尺寸和形状测量；PCB焊盘、丝印图案的厚度和形状测量；提供刮刀压力预测功能，印刷制程优化功能；芯片邦定、零件共平面度、BGA/CSP尺寸和形状测量。

4．在线式3DSPI在线式3DSPI的检测原理主要有白光干涉相位移法，所谓白光干涉仪就是一种对光在两个不同表面反射后形成的干涉条纹进行分析的仪器，其基本原理就是通过不同光学元器件形成参考光路和检测光路，检测原理如图5-7所示。

可以检查的项目有体积、面积、高度、位置、形状等。不良缺陷主要有锡多、锡少、漏印、桥连、偏移等。

1)设备常规功能

(1)快速编程的软件界面，PCB全板扫描，缩略图导航。

(2)完全自动测量、自动走位、自动对焦、自动测量锡膏厚度、体积、面积；自动补偿板弯功能，PCB板的变形不再影响测量结果。

(3)标志点位置补偿功能可以在5mm的范围内通过标志匹配自动校正偏移。

(4)百万级像素，具有超大的视场，可以测量大焊盘，获取更多的PCB板特征；以彩色灰阶显示锡膏网印状况，及时回馈支援锡膏印刷机的调整。

(5)高精密的扫描装置保证高精度测量，扫描间距及放大倍数可调，可以根据自身情况选择合适的测量参数。

(6)具有SPC功能，实现测量数据与产品线、模板及印刷参数的关联，自动判断、自动生产报表。

(7)快速的检测速度，真正能满足100%锡膏检测的制程需求，定位教导模式与程式制作简易快速。

(8)可精确测量8mils(lmil=25.4×10-6m)微小的CSP元件，并具良好的重现性、良好的重复性与再现性(GaugeR&R<10%)，有助于制程的稳定与改善。

2)在线式3D-SPI的应用趋势

(1)SPI通过3D检测手段有效地弥补了传统检测方法的不足。

(2)部分PCB上元器件如BGA、CSP、PLCC芯片等，由于自身特性所带来的光线遮挡，贴片回流后AOI无法对其进行检测，SPI可以通过过程控制，最大程度地减少了炉后这些元器件的不良情况。

(3)伴随电子产品日益精密化、焊锡无铅化及元器件微型化，锡膏印刷质置正变得越来越重要，SPI能有效确保良好的锡膏印刷质量，大幅减少可能存在的成品不良率。

(4)作为质量过程控制的手段，能在回流焊接前及时发现质量隐患，将返修成本与报废成本降至零，有效节约了成本。

3)SPI导人带来的收益

(1)据统计，SPI的导人可将原先成品PCB不合格率有效降低85%以上，返修、报废成本大幅降低90%以上，出厂产品质量显著提高。

(2)SPI与AOI联合使用，通过对SMT生产线实时反馈与优化，可使生产质量更趋平稳，大幅缩短新产品导人时必须经历的不稳定试生产阶段，相应成本损耗更为节省。

(3)可大幅降低AOI关于焊点质量的误判率，从而提高直通率，有效节约人为纠错的人力、时间成本。

5．SPI机器操作过程

1)全面质量管理(TotalQualityControl，TQC)

(1)检查测试夹具是否准备齐全。

(2)检查程序名称及版本是否与标准文件一致。

2)操作过程

(1)确定总开关(MainSwitch)在ON的位置上，如图5-8(a)所示。

(2)打开主开关，电路断路器的灯会打开，显示黄色。

(3)打开计算机主机。

注意：在出现意外情况下，按下紧急停止按钮EmergencyButton。

(4)计算机启动后，通过单击此图表运行3D检测程序。

(5)工作文件需要被加载并且要输入检测的数量。

(6)修改相应的信息，并且单击“OK”按钮。

(7)屏幕会显示：通过。

(8)打开电源控制开关，灯塔会显示绿色。

(9)-旦归零过程结束，机器的状态会变为IDLE(过程会花费3min)。

(10)如果工作文件已经被下载，单击“开始”按钮进行检测，并将结果保存。

注：在出现意外情况下，按下紧急断电按钮Emergencypoweroffswitch。

(11)关闭所有程序，在Windows系统中单击“开始”按钮，选择“TumOffComputer”。

(12)在弹出的对话框中单击“关闭”按钮，并单击“OK”按钮，当计算机被关闭时，顺时’

针旋转电路断路器，关闭灯塔，顺时针旋转主开关，关闭电路断路器。