离线式3D锡膏测量仪的研究

摘要

近年来，微电子封装的密度越来越大，焊接引脚的间距越来越小，对SMT(Surface Mount Technology)提出的要求越来越高，要实现小间距下焊接，并且保证焊点的可靠性，其中重要的一环是监测锡膏的印刷量。目前应用最多的离线式锡膏测量仪是2D激光测量仪，只能测量锡膏的高度，不能准确的测量锡膏的体积，已不能满足企业的需求。企业，尤其是中小型企业需要既能测锡膏高度，又能测锡膏体积的3D锡膏测量仪。
　　本课题研究的目的在于开发出离线式3D锡膏测量仪，能准确地测量锡膏的高度和体积，具有统计过程控制(SPC)功能，而成本只有国外同类产品的一半以下。
　　本文首先研究了激光三角测量法，通过对直射式和斜射式的分析，结合本仪器3D测量的特点，选择激光光束直入射斜接收的方式。并且对CCD的基本结构和原理进行了分析，讨论了分辨率和象元尺寸大小的关系，确定了象元尺寸为4.65μm×4.65μm。采用半导体激光器作为光源，激光点光源经过圆柱棱镜调制成线光源，其线条的宽度小于100μm。在此基础上设计了光路图，建立了求解被测点三维坐标的方程。以伺服电机和光栅尺来控制工作平台的运动精度在3μm以内。分析了软件系统的组成，研究了采用ADO技术、VC++6.0和Excel2003制作SPC软件，减少了代码的编写，取得了比较好的效果。用X-R方法和ANOVA方法分析了测量系统的测量能力，得到的结论R是本测量系统可被接受。

目录

离线式3D锡膏测量仪的研究

STUDY ON OFFLINE 3D SOLDER PASTEINSPECTOR

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1课题来源与背景

1.1.1SMT简介

1.1.2SMT的工艺流程流程

1.1.3 锡膏印刷是SMT 质量控制的关键

1.1.4 选择3D 的意义

1.2 本课题研究的目的及意义

1.3 国内外相关技术发展现状

1.3.1 国外离线式3D 锡膏测量仪的生产及发展状况

1.3.2 国内离线式3D 锡膏测量仪的研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 3D 测量系统原理

2.1 引言

2.2 激光三角法的原理及其分类

2.3 CCD 器件的基本原理及其特性

2.3.1 简介

2.3.2 电荷的产生与存储

2.3.3 电荷的耦合

2.3.4 电荷的注入与检测

2.3.5 CCD 的特性

2.4 本章小结

第3章 3D 锡膏测量仪的研制

3.1 引言

3.2 光电系统设计

3.2.1 CCD 的选择

3.2.2 激光光源的选择

3.2.3 光路系统

3.3 X-Y 工作平台及支架的设计

3.4 软件系统

3.4.1 简介

3.4.2 统计过程控制软件(SPC)

3.5 本章小结

第4章 测量系统能力分析

4.1 引言

4.2 测量系统能力评估

4.2.1 极差法( X ? R)

4.2.2 方差法(ANOVA 法)

4.2.3 锡膏测厚仪能力分析的结论

4.3 本章小结

结 论

参考文献

附录1

附录2

附录3

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致 谢