扫描仪诞生记

星光灿烂 
2001年 28期

　　说起扫描仪，相信大家都不会感到陌生。这种作为光学、电子、机械一体化的高科技产品自80年代诞生以来，已经得到了迅猛的发展和广泛的应用。从最直接的图片、照片、胶片到各类图纸以及文档资料都可以通过扫描仪输入到计算机中，然后利用电脑的强大处理能力，对这些图像信息进行处理、存储或输出。不过，大多数人只知道如何使用扫描仪进行静态图像或者文档的扫描，对扫描仪的结构和工作原理却知之甚少。为此，笔者就带领大家去参观Acer（苏州明基）扫描仪生产车间，我们一起去看看扫描仪是如何“诞生”的。
　　　　通常情况下，一台扫描仪的生产流程分为三个大的阶段，一是控制电路板制造阶段，二是成品组合加工阶段，三是产品检测和包装阶段。
　　#1　　一、控制电路板的制造
　　　　所谓控制电路板的制造，就是在一块空白的PCB（印刷电路板）基板上安装各种电子元件。由于这一过程安装的元件绝大多数是贴片式元件，所以整个控制电路板生产线也就叫做SMT（表面粘着技术）生产线。具体流程如下：
　　#2　　1．刷锡
　　　　工人们通过一台叫做锡膏印刷机（也叫刷锡机）的设备，在PCB基板的焊盘上均匀地涂上锡膏（一种带粘性的物质），目的是为了让贴片式元件牢固地焊接在焊盘上。（^28050801a^）
　　#2　　2．贴片
　　　　PCB基板经过刷锡机刷锡后，接下来就要送到贴片机处，进行贴片式元件的放置工作。一般的扫描仪工厂都有两种贴片机，一种用于放置小尺寸贴片元件，速度很快。另一种专门放置IC（集成电路）等大尺寸贴片元件，因此速度相对较慢。贴片完成后，还必须经过专门的检测人员进行检查，合格后才能进入下一道工序。
　　#2　　3．回流焊
　　　　PCB基板经过贴片机后，需要焊接的贴片式元件就被放置在PCB板的焊盘上了，但这时那些元件只是暂时被粘在上面，并不牢固，必须经过回流焊接机进行加固。因为回流焊接机内的高温热气流将使锡膏由半液体状态变成液体状态，这时锡膏内含有的助焊剂会使锡膏的活性增加，从而元件的管脚与PCB板上的焊盘紧密地连接起来，待液态锡膏冷却变成固态后，元件就被牢牢地焊在PCB板上了。元件焊接后会有专门的检测人员对焊接情况进行目检，如发现异常，及时进行解决。
　　#2　　4．人工插件
　　　　在PCB板上除了贴片式元件外，还有一些机器无法直接安装的插件式元件，这种元件必须用手工进行放置。在这道工序中，工人按照一定的顺序坐好，然后根据SOP（标准操作程序）将元件依序插好，经检测人员目检后，PCB板将被送入锡炉进行波峰焊接（Wave Solder）。
　　#2　　5．检测
　　　　当所有的电子元件都焊接在PCB板之后，接下来就要进入控制电路板生产线的最后一道工序──检测。检测分为总检和送检两步：总检就是由专人对上述整个控制电路板生产流程进行全程检测，看所有操作是否符合规范，同时仔细观察控制电路板板上每个焊点是否均匀、饱满，是否有脱焊、虚焊以及短接等现象。一旦发现有上述现象存在，马上进行手工清除和修复。而送检则是对人工检测后的PCB板进行抽样，并送到专门的检测装置，在那接受电子元件的耐力、耐温测试，以及PCB板整体线路检测，看整个控制电路板功能是否符合行业标准。
　　#1　　二、成品组合阶段
　　　　在完成了控制电路板的制造工作之后，扫描仪的生产流程进入了第二大阶段──成品组合阶段。这一阶段的工作共分四步：
　　#2　　1．Sub组立段
　　　　控制电路板制造完成后，接下来就要进行下盖组件（即Sub组三段）的组装了，即把控制电路板、马达、齿轮组、皮带按顺序组合起来，并一一固定在下盖上，最后对下盖做清洗。（^28050801b^）
　　#2　　2． Module组立段
　　　　完成了扫描仪下盖的组装工作之后，紧接者就是扫描仪中最重要的一个部件──Module组件的组装了。Module组件也叫扫描模组，它是由灯管、CCD、镜片、镜头组装在一个定位架构上而构成。（^28050801c^）
　　　　在一台扫描仪中，Module组件的品质最为重要，因为镜头与CCD的相对位置将直接影响扫描品质。为提高生产效率，工厂都会采用自动调整设备。此设备有一套专门的电脑程序，它可通过电脑的EPP（增强型打印）接口、SCSl接口或USB接口接收来自专门设计的外部控制电路的信息，同时可以通过外部电路来对复杂的高精度调整机构进行适时控制。其工作原理是：CCD通过镜头对一幅预先做好的标准图形进行信息采集并传送到电脑，电脑对这些信息进行处理后做出判断，同时对调整机构进行适时位置移动，直到所得到的信息达到预先设定的规格，再由人工手动锁紧各处固定螺丝，并涂上紧固胶。在进行必要的清洁工作后，将灯管装好，至此一个Module组件半成品就完成了。这些动作必须在10k级以上的无尘室中进行，以保证光学部件不会有灰尘沾在上面，否则会影响扫描的影像质量。
　　#2　　3．Input组立段
　　　　这一阶段主要是完成Module组件、导轨、上盖和玻璃的安装及固定，并用无尘布擦拭玻璃，同时再次用专门的清洁枪对上下盖其他组件进行反复清洁工作，防止灰尘留在组件内部，影响扫描仪的良品率。
　　#2　　4．最后组装段
　　　　前面三个阶段的产品均为半成品，还需要将这些半成品组装成成品，这就是FA（Final Assembly，最后组装）段的工作。FA段负责将Module组立段及sub组立段的半成品与外壳组装在一起，这样一台扫描仪就生产出来了。这时的扫描仪已经可以用于扫描，但是还必须送入测试站进行严格的功能测试，以确保扫描仪的品质。
　　#1　　三、产品测试和包装阶段
　　　　经过上述两个大的阶段之后，一台扫描仪差不多就组装完成了，不过这时候的产品还不能立刻包装出货，还必须经过严格的功能测试。即测试扫描仪的基本功能是否合乎规格，其中包括扫描的尺寸精准度、分辨率、色彩平衡、图像失真度及色阶分辨能力。这里需用到一套专门设计的电脑程序和特殊设计的测试图形卡片，此卡片上有各种可以用来检测扫描仪扫描质量指标的特殊图形。测试时，通过电脑程序的控制，让扫描仪对这些卡上不同位置的图形进行扫描，再通过电脑程序对这些信息进行处理，取得可以用来判断指标的数据与预先设定好的规格对比，来确定扫描仪的扫描质量是否合格。同时也对扫描仪的外观进行检查。在测试中会出现一些不良的产品，这些产品将被送到专门的修复工段进行修复，修复后再送入测试站进行测试。（^28050801d^）
　　　　通过测试后的良品被送入老化室接受长达4个小时、40摄氏度高温条件下的老化运行。通过老化仍可正常工作的产品才被送入包装段，然后进行第二次测试（第二次测试的项目与第一次基本相同），合格后贴好标签，加上掀盖。
　　　　扫描仪在装入包装箱之前，还需接受在线品检人员的检验，合格后方可包装。同时也把附件包（驱动程序光盘及电源线电缆线等）一起装入包装箱。为防止漏装附件包，还要对包装好的整机进行称重检验。
　　　　至此一台完整的扫描仪成品才被生产出来，但还不能出货。为保证出厂的货物合格，还需进行出厂前品质抽检，抽检合格后方可出厂。对于不合格的批次将进行整批的返工，直至合格。（^28050801e^）　
　　
　　 
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