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。

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。

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。

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。