De Sleutelrol en Intelligente Toepassing van 3D SPI Technologie in SMT Productie: De Ultieme Oplossing voor Verbetering

In de elektronica-industrie, nu producten steeds meer naar hoge dichtheid en miniaturisatie gaan, bepaalt de kwaliteit van het solderen van soldeerpasta in SMT (Surface Mount Technology) direct de betrouwbaarheid van het eindproduct. 3D SPI (Driedimensionale Soldeerpasta Inspectie) technologie, met zijn hoge precisie detectiemogelijkheid, is een onmisbare kwaliteitscontrole methode geworden in het SMT proces. Dit artikel zal diep ingaan op de technische principes, kernfuncties, intelligente toepassingen van 3D SPI, evenals de interactie met de voorgaande en volgende processen, om u te helpen een uitgebreid begrip te krijgen van hoe u de productie-efficiëntie kunt verbeteren en herbewerkingskosten kunt verlagen door middel van 3D SPI. Het kijkt ook vooruit naar de toekomstige ontwikkelingstrend van de integratie van AI en Industrie 4.0.

In het SMT productieproces is 74% van de defecten afkomstig van problemen met het solderen van soldeerpasta. Traditionele 2D SPI kan alleen vlakke defecten detecteren, terwijl 3D SPI, door middel van driedimensionale beeldvormingstechnologie, belangrijke parameters zoals het volume, de hoogte en de vorm van soldeerpasta nauwkeurig kan meten, waardoor de defectdetectiegraad aanzienlijk wordt verbeterd.

Vroege 3D SPI maakte gebruik van de laser triangulatiemethode. Door een laser op het soldeerpasta-oppervlak te projecteren en een CCD-camera te gebruiken om de gereflecteerde lichtvlek vast te leggen, werd de hoogte berekend in combinatie met de driehoekige geometrische relatie. Deze methode kan slechts de hoogte van een enkel punt meten en heeft een relatief lage efficiëntie.

Gebaseerd op het beeldpunt A en het referentiepunt O dat op het object wordt belicht, bereken de 2D-beeldafstand L van elk punt op het object tot dit referentiepunt. Volgens het principe van trigonometrie, converteer de hoogte H van het object met behulp van de 2D-beeldafstand L.

Om de detectiesnelheid te verhogen, heeft de industrie multi-line laser scanning technologie geïntroduceerd, die tegelijkertijd de hoogte van meerdere punten kan meten. Het heeft echter nog steeds de volgende beperkingen:

• Alleen het laserbestralingspunt kan nauwkeurig worden gemeten, terwijl de rest van het gebied moet worden aangepast en geschat, wat de nauwkeurigheid beïnvloedt.
• Vanwege de reflectie op het oppervlak van het object, moet de PCB worden gezandstraald (wat niet haalbaar is in de daadwerkelijke productie).

Momenteel maakt de mainstream 3D SPI gebruik van Phase Measurement Profilometry (PMP), namelijk structured light 3D technologie. Het principe is als volgt:

• Het projectierooster (sinusvormig rooster) belicht het oppervlak van de PCB, waardoor afwisselende optische strepen van licht en donker ontstaan.
• De camera legt de vervormde strepen vast en berekent de hoogte-informatie door faseveranderingen.
• De dubbele projectieroostertechnologie wordt gebruikt om de fout in het schaduwgebied te elimineren en de meetnauwkeurigheid te verbeteren.

(Enkele projectie met schaduw vs. dubbele projectie kan elkaar aanvullen)

Vergeleken met laserscanning heeft PMP-technologie de volgende voordelen:

• ✔ Volledige veldbedekking, geen blinde vlekdetectie
• ✔ Bestand tegen PCB-kleur en reflectie-interferentie
• ✔ Geschikt voor hoge dichtheid, micro pads (zoals 01005 componenten)

• Volume, oppervlakte en hoogtemeting: volume, oppervlakte, hoogte, offset, onvoldoende tin, overmatig tin, continu tin, tinpunt, gouden vinger, verontreiniging, rode lijmproces en andere uiterlijke defecten
• Anti-interferentie vermogen: Compenseert automatisch voor PCB-kromming en PAST zich aan PCB's van verschillende kleuren (groen, rood, zwart, enz.).

De 3D SPI moet de functie hebben om automatisch bordbuiging te compenseren zonder enige extra handeling

3D SPI moet hetzelfde prestatieniveau garanderen op PCB's van elke kleur

• Meerdere MARK-punt herkenning: Ondersteunt niet-standaard MARK-punt positionering zoals cirkelvormige, kruisvormige en rechthoekige.

• Hoogteverdelingskaart: Visualiseer de hoogteverdeling van soldeerpasta en lokaliseer snel defecte gebieden (zoals ongelijke schraperdruk, problemen met stalen gaas, enz.).
• Cpk Trend monitoring: Real-time statistische procescontrole (SPC), analyse van printstabiliteit.
• Vroegtijdige waarschuwingsfunctie: Slaat automatisch alarm wanneer kritieke defecten continu optreden en past de procesparameters van tevoren aan. Wanneer controlepunten continu aan dezelfde kant van het ingestelde waarde bereik verschijnen, kan worden aangenomen dat er defecten in het solderen van soldeerpasta op het punt staan ​​te ontstaan. Op dit punt moet 3D SPI beginnen te vragen en te waarschuwen.

• Gerber/CAD import: Automatische programmering is binnen 5 minuten voltooid, waardoor de afhankelijkheid van operators wordt verminderd.
• Stap stalen gaas inspectie: Ondersteunt onafhankelijke parameterinstellingen voor speciale pads (zoals BGA).

• Wanneer gemist printen of overmatig tin wordt gedetecteerd, geeft het automatisch feedback aan de printer om de druk van de schraper aan te passen of het stalen gaas schoon te maken.
• Identificeer het Bad Mark-bord, informeer de surface mount technology (SMT) machine om de defecte bordposities over te slaan en de productie-efficiëntie te verbeteren.

• De kritieke gegevens van 3D SPI kunnen naar de AOI vóór of na de oven worden verzonden om belangrijke herinspectie te bereiken.
• De driepuntsuitlijningsfunctie (3D SPI + pre-oven AOI + post-oven AOI) helpt bij het traceren van de hoofdoorzaak van defecten.

Het ingebouwde SPC-systeem kan de gegevens en afbeeldingen integreren die in de drie fasen zijn gedetecteerd, waardoor communicatie met ingenieurs wordt vergemakkelijkt om te bepalen welke fase er verkeerd is gegaan en wat het probleem heeft veroorzaakt.

Op basis van het IPC-CFX-communicatieprotocol wordt gegevensuitwisseling tussen apparaten bereikt, wat de constructie van slimme fabrieken vergemakkelijkt.

• Ai-gestuurde intelligente detectie: Combineren van deep learning om defectclassificatie te optimaliseren en het aantal valse alarmen te verminderen.
• Real-time adaptieve aanpassing: Vormt een dynamische gesloten-lus controle met de printer en reflow solderen.
• 5G+ Industrieel Internet: Mogelijk maken van bewaking op afstand en big data-analyse, en het verbeteren van voorspellende onderhoudsmogelijkheden.

3D SPI-technologie is een kernschakel geworden in SMT intelligente productie. ALeader van Shenzhou Vision heeft de productieopbrengst en -efficiëntie aanzienlijk verbeterd met zijn hoogprecisie detectie-algoritmen, intelligente data-analyse en mogelijkheden voor interconnectie van apparatuur. In de toekomst zal 3D SPI, met de diepe integratie van AI en Industrie 4.0, de elektronische productie verder naar het "zero defect" doel drijven en bedrijven helpen intelligente upgrades te bereiken.