Ключевая роль и интеллектуальное применение технологии 3D SPI в производстве SMT: идеальное решение для улучшения

В электронной промышленности, по мере того как продукты движутся к высокой плотности и миниатюризации, качество печати паяльной пасты в SMT (технология поверхностного монтажа) напрямую определяет надежность конечного продукта. Технология 3D SPI (трехмерный контроль паяльной пасты) с ее высокоточной способностью обнаружения стала незаменимым методом контроля качества в процессе SMT. В этой статье будет подробно рассмотрены технические принципы, основные функции, интеллектуальные приложения 3D SPI, а также его взаимодействие с предыдущими и последующими процессами, что поможет вам получить всестороннее понимание того, как повысить эффективность производства и снизить затраты на доработку с помощью 3D SPI. Также рассматривается перспектива будущей тенденции развития интеграции ИИ и Индустрии 4.0.

В процессе производства SMT 74% дефектов возникают из-за проблем с печатью паяльной пасты. Традиционный 2D SPI может обнаруживать только плоские дефекты, в то время как 3D SPI, благодаря технологии трехмерной визуализации, может точно измерять ключевые параметры, такие как объем, высоту и форму паяльной пасты, значительно улучшая скорость обнаружения дефектов.

Ранние 3D SPI использовали метод лазерной триангуляции. Проецируя лазер на поверхность паяльной пасты и используя CCD-камеру для захвата отраженного светового пятна, высота вычислялась в сочетании с треугольной геометрической зависимостью. Этот метод может измерять только высоту одной точки и имеет относительно низкую эффективность.

Основываясь на точке изображения A и опорной точке O, освещенной на объекте, вычислите расстояние L в 2D-изображении от каждой точки на объекте до этой опорной точки. В соответствии с принципом тригонометрии преобразуйте высоту H объекта, используя расстояние L в 2D-изображении.

Для повышения скорости обнаружения промышленность внедрила технологию многолинейного лазерного сканирования, которая может одновременно измерять высоту нескольких точек. Однако она по-прежнему имеет следующие ограничения:

• Только точка лазерного облучения может быть точно измерена, в то время как остальная часть области нуждается в подгонке и оценке, что влияет на точность.
• Из-за отражения на поверхности объекта печатная плата должна быть подвергнута пескоструйной обработке (что нецелесообразно в реальном производстве).

В настоящее время основная технология 3D SPI использует фазовую профилометрию (PMP), а именно технологию структурированного света 3D. Принцип работы следующий:

• Проекционная решетка (синусоидальная решетка) освещает поверхность печатной платы, образуя чередующиеся оптические полосы света и темноты.
• Камера захватывает деформированные полосы и вычисляет информацию о высоте через изменения фазы.
• Применяется технология двойной проекционной решетки для устранения ошибки в области тени и повышения точности измерений.

(Одиночная проекция с тенью против двойной проекции может дополнять друг друга)

По сравнению с лазерным сканированием, технология PMP имеет следующие преимущества:

• ✔ Полное покрытие поля, обнаружение без слепых зон
• ✔ Устойчивость к цвету печатной платы и помехам от отражения
• ✔ Подходит для высокой плотности, микро-площадок (например, компоненты 01005)

• Измерение объема, площади и высоты: объем, площадь, высота, смещение, недостаточное количество олова, избыточное количество олова, непрерывное олово, кончик олова, золотой контакт, загрязнение, процесс красного клея и другие дефекты внешнего вида
• Способность противостоять помехам: Автоматически компенсирует коробление печатной платы и АДАПТИРУЕТСЯ к печатным платам разных цветов (зеленый, красный, черный и т. д.).

3D SPI должен иметь функцию автоматической компенсации изгиба платы без каких-либо дополнительных операций

3D SPI должен обеспечивать тот же уровень производительности на печатных платах любого цвета

• Распознавание нескольких контрольных точек: Поддерживает позиционирование нестандартных контрольных точек, таких как круглые, крестообразные и прямоугольные.

• Карта распределения высот: Визуализируйте распределение высоты паяльной пасты и быстро находите дефектные области (например, неравномерное давление скребка, проблемы со стальной сеткой и т. д.).
• Мониторинг тренда Cpk: Статистический контроль процесса (SPC) в реальном времени, анализ стабильности печати.
• Функция раннего предупреждения: Автоматическое оповещение при непрерывном возникновении критических дефектов и заблаговременная корректировка параметров процесса. Когда контрольные точки непрерывно появляются на одной и той же стороне заданного диапазона значений, можно считать, что дефекты при печати паяльной пасты вот-вот произойдут. В этот момент 3D SPI должен начать подсказывать и предупреждать.

• Импорт Gerber/CAD: Автоматическое программирование выполняется в течение 5 минут, снижая зависимость от операторов.
• Инспекция стальной сетки по шагам: Поддерживает отдельные настройки параметров для специальных площадок (например, BGA).

• При обнаружении пропуска печати или избыточного количества олова он автоматически передает обратную связь в печатную машину для регулировки давления скребка или очистки стальной сетки.
• Определите плату с плохой меткой, уведомите машину технологии поверхностного монтажа (SMT), чтобы пропустить дефектные положения платы, и повысьте эффективность производства.

• Критические данные 3D SPI могут передаваться в AOI до или после печи для достижения ключевой повторной проверки.
• Функция выравнивания по трем точкам (3D SPI + AOI до печи + AOI после печи) помогает отследить первопричину дефектов.

Встроенная система SPC может интегрировать данные и изображения, обнаруженные на трех этапах, облегчая общение с инженерами для определения того, какой этап пошел не так и что вызвало проблему.

Основываясь на протоколе связи IPC-CFX, достигается взаимосвязь данных между устройствами, что способствует созданию умных фабрик.

• Интеллектуальное обнаружение на основе ИИ: Объединение глубокого обучения для оптимизации классификации дефектов и снижения частоты ложных тревог.
• Адаптивная регулировка в реальном времени: Формирует динамический контур управления с печатной машиной и оплавлением.
• 5G + Промышленный Интернет: Обеспечение удаленного мониторинга и анализа больших данных, а также расширение возможностей профилактического обслуживания.

Технология 3D SPI стала ключевым звеном в интеллектуальном производстве SMT. ALeader от Shenzhou Vision значительно улучшила выход продукции и эффективность благодаря своим высокоточным алгоритмам обнаружения, интеллектуальному анализу данных и возможностям взаимосвязи оборудования. В будущем, с глубокой интеграцией ИИ и Индустрии 4.0, 3D SPI будет и дальше продвигать электронное производство к цели «нулевого дефекта» и помогать предприятиям достигать интеллектуальных обновлений.