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浅谈SMT首件检测领域的发展趋势
  2024-01-04      83

  浅谈SMT首件检测领域的发展趋势

  深圳捷登智能有限公司总经理郑建华

首件检测在制造业普遍存在,指的是在量产前先制作一个样品进行检测,如果符合要求再批量生产。在 SMT工艺中,首件检测也是一个非常重要且有效的品控手段。

SMT首件板也就是SMT生产过程中贴装出来的第一块未过炉的板,通常分为锡膏板、红胶板、胶纸板。锡膏板是指在PCB上印刷锡膏,然后贴装电子元件。红胶板与锡膏板类似,只是PCB上印刷的是红胶。胶纸板是指在PCB上贴一层双面胶,再贴装元件。

SMT首件板之所以要使用炉前板,是因为其实质是在检测物料,如电阻的阻值,电容的容值等。所以,一旦过炉以后,元件与线路导通,在测量单个元件的时候其检测值就会出现较大偏差,并影响结果的判定。

  

人工首检.jpg

图一【人工首检作业】

SMT首件检测的作业方式在最近10年发生了很大的变化。

起初,人们把BOM表、图纸打印出来,对于电阻、电容类元件使用表笔人工夹测,人工读取LCR电桥实测值,与BOM表定义的标准值进行对比,人工判定结果,并在纸质BOM表及图纸上用笔标记已测元件,作业较为严谨的,还会记录实测值。对于IC、三极管等元件,则通过放大镜进行丝印和方向的观察。这种完全人工作业的方式,对于人员的素质要求较高,培训难度大,作业流程相对不够严谨,通常是2个人配合作业,效率低下,且追溯性较差。

  

980透明背景(中性小).png

图二【半自动首件检测仪】

后来,出现了半自动首件检测仪,其核心是一套辅助测量的软件系统,应用了数据库、仪器通讯、机器视觉等技术,可以免去纸质BOM表及图纸、实现自动比对和记录,虽然仍需手动进行夹测,但是完全可以1个人作业,效率上有了很大提升,更易用且更为严谨,而且可以生成首件报告,追溯性更强,这也是目前的主流作业方式。

  

全自动首件机FAI995(中性).png

图三【全自动首件检测仪】

近几年,全自动首件检测仪开始逐渐普及,它使用精密机械来进行自动夹测,从而解放了人的双手,并且在检测效率上也有了大幅提升,检测速度可以达到1秒/元件。作为更先进技术、更高生产力的代表,全自动首件检测仪终将取代半自动首件检测仪,但是因为市场因素,这个过程会较为缓慢,半自动与全自动设备共存的局面会长期存在。

回望首件检测的发展过程,先后经历了手工、半自动、全自动三个阶段。我们横向对比SMT工艺中的锡膏检测(SPI)与外观检测(AOI),其发展历程非常相似。目前SPI与AOI早已从“离线式”发展到“在线式”的阶段。那么,首件机是否有可能被AOI所取代?是否会往“在线式”方向发展?其意义何在?有哪些技术瓶颈需要突破?

首先,首件机被AOI取代的可能性不大。首件机与AOI的主要区别在于它具有元器件电性测试的功能,两者可以互补,而非互相竞争或替代。对于0402或更小阻容类元件,AOI通过外观检测无法准确测量其有效值,所以无法有效防错。但是AOI也有其优点,AOI侧重外观检查,在视觉算法方面明显要比首件机强,在异形元件、焊点检测等方面是目前所有首件机所不具备的。

其次,首件机往“在线式”方向发展,是具有一定意义及合理性的。初步的设想,首件机如果实现了“在线式”,就可以通过软件系统定义各种抽检规则,比如检首板,检尾板,每隔1小时抽检1pcs,也可以与MES系统进行通讯,当前面贴片机换料以后,自动通知后面的首件机,按该站位所对应的贴装位置进行抽检。首件系统与MES系统进行对接,当出现异常时,自动进行报警和停线。

那么,目前没有实现“在线式”的技术瓶颈在哪里呢?主要是目前的全自动首件设备,下针方式主要采用下压式,所以只能测胶纸板、红胶板,无法检测锡膏板。可以检测锡膏板,是实现“在线式”必须要突破的技术瓶颈。相信在不久的将来,这个难题一定会得到突破。

今年的市场状况不容乐观,更加剧了设备行业的内卷。在从事了十余年的首件设备研发以及公司管理运营之后,我们深刻体会到,降价很容易做,但是不利于企业的可持续发展,对整个行业的永续经营伤害很大。创新才是最难做的事。只有在技术,管理,营销等多方位不断创新,持续选择去做那些难做的事,始终保持先进性,才是企业持续良性发展的根本。希望大家共同努力,提供更加优质的产品和服务,我相信首件检测这个行业依然会持续蓬勃发展。

作者简介:

郑建华,从事软件开发及项目管理20年,先后主导人事考勤、电子厂物控仓储、SMT防错料、电子厂MES系统、SMT首件检测等软硬件项目研发。目前在深圳捷登智能有限公司任总经理,兼技术总监,主要负责公司SMT首件检测仪生产管理及新产品研发。

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