SMT Üretiminde 3D SPI Teknolojisinin Ana Rolü ve Akıllı Uygulama: Geliştirme için Nihai Çözüm

Elektronik üretim endüstrisinde, ürünler yüksek yoğunluk ve minyatürleşmeye doğru ilerlerken, SMT'deki (Yüzeye Montaj Teknolojisi) lehim pastası baskısının kalitesi doğrudan nihai ürünün güvenilirliğini belirler. Yüksek hassasiyetli algılama yeteneği ile 3D SPI (Üç Boyutlu Lehim Pastası Denetimi) teknolojisi, SMT sürecinde vazgeçilmez bir kalite kontrol yöntemi haline gelmiştir. Bu makale, 3D SPI'nin teknik ilkelerini, temel işlevlerini, akıllı uygulamalarını ve ayrıca önceki ve sonraki süreçlerle etkileşimini derinlemesine inceleyecek ve 3D SPI aracılığıyla üretim verimliliğini nasıl artıracağınız ve yeniden çalışma maliyetlerini nasıl azaltacağınız konusunda kapsamlı bir anlayış kazanmanıza yardımcı olacaktır. Ayrıca, yapay zeka ve Endüstri 4.0'ın entegrasyonunun gelecekteki gelişim trendini de öngörmektedir.

SMT üretim sürecinde, kusurların %74'ü lehim pastası baskı sorunlarından kaynaklanmaktadır. Geleneksel 2D SPI yalnızca düzlemsel kusurları tespit edebilirken, 3D SPI, üç boyutlu görüntüleme teknolojisi aracılığıyla, lehim pastasının hacmi, yüksekliği ve şekli gibi temel parametreleri doğru bir şekilde ölçebilir ve kusur tespit oranını önemli ölçüde iyileştirebilir.

Erken 3D SPI, lazer üçgenleme yöntemini benimsemiştir. Bir lazeri lehim pastası yüzeyine yansıtarak ve yansıyan ışık noktasını yakalamak için bir CCD kamera kullanarak, yükseklik, üçgen geometrik ilişki ile birlikte hesaplanmıştır. Bu yöntem yalnızca tek bir noktanın yüksekliğini ölçebilir ve nispeten düşük verimliliğe sahiptir.

Nesne üzerinde aydınlatılan A görüntü noktasından ve O referans noktasından, nesnenin üzerindeki her noktadan bu referans noktasına olan 2D görüntü mesafesi L'yi hesaplayın. Trigonometri prensibine göre, nesnenin H yüksekliğini 2D görüntü mesafesi L'yi kullanarak dönüştürün.

Algılama hızını artırmak için, endüstri aynı anda birden fazla noktanın yüksekliğini ölçebilen çok hatlı lazer tarama teknolojisini tanıtmıştır. Ancak, hala aşağıdaki sınırlamalara sahiptir:

• Yalnızca lazer ışınlama noktası hassas bir şekilde ölçülebilirken, alanın geri kalanının uydurulması ve tahmin edilmesi gerekir, bu da doğruluğu etkiler.
• Nesnenin yüzeyindeki yansıma nedeniyle, PCB'nin kumlanması gerekir (bu, gerçek üretimde mümkün değildir).

Şu anda, ana akım 3D SPI, Faz Ölçüm Profilometrisi (PMP), yani yapılandırılmış ışık 3D teknolojisini benimsemektedir. İlke şu şekildedir:

• Projeksiyon ızgarası (sinüzoidal ızgara), PCB'nin yüzeyini aydınlatarak, ışık ve karanlığın değişen optik şeritlerini oluşturur.
• Kamera, deforme olmuş şeritleri yakalar ve faz değişiklikleri aracılığıyla yükseklik bilgilerini hesaplar.
• Gölge alanındaki hatayı ortadan kaldırmak ve ölçüm doğruluğunu artırmak için çift projeksiyon ızgara teknolojisi benimsenmiştir.

(Gölge ile tek projeksiyon ve çift projeksiyon birbirini tamamlayabilir)

Lazer taramayla karşılaştırıldığında, PMP teknolojisi aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• ✔ Tam alan kapsamı, kör nokta algılama yok
• ✔ PCB rengi ve yansıma parazitine karşı dayanıklıdır
• ✔ Yüksek yoğunluklu, mikro pedler (örneğin 01005 bileşenleri) için uygundur

• Hacim, alan ve yükseklik ölçümü: hacim, alan, yükseklik, ofset, yetersiz kalay, aşırı kalay, sürekli kalay, kalay ucu, altın parmak, kontaminasyon, kırmızı tutkal işlemi ve diğer görünüm kusurları
• Parazit önleme yeteneği: PCB eğrilmesini otomatik olarak telafi eder ve farklı renklerdeki (yeşil, kırmızı, siyah vb.) PCB'lere UYAR.

3D SPI, herhangi bir ek işlem yapmadan kart bükülmesini otomatik olarak telafi etme işlevine sahip olmalıdır

3D SPI, HERHANGİ bir renkteki PCB'lerde aynı performans seviyesini sağlamalıdır

• Çoklu MARK noktası tanıma: Dairesel, çapraz şeklinde ve dikdörtgen olanlar gibi standart dışı MARK noktası konumlandırmayı destekler.

• Yükseklik dağılım haritası: Lehim pastasının yükseklik dağılımını görselleştirin ve kusurlu alanları (örneğin, düzensiz kazıyıcı basıncı, çelik ağ sorunları vb.) hızla bulun.
• Cpk Trend izleme: Gerçek zamanlı istatistiksel süreç kontrolü (SPC), baskı kararlılığını analiz etme.
• Erken uyarı işlevi: Kritik kusurlar sürekli olarak meydana geldiğinde otomatik olarak alarm verir ve süreç parametrelerini önceden ayarlar. Kontrol noktaları, ayarlanan değer aralığının aynı tarafında sürekli olarak göründüğünde, lehim pastası baskısında kusurların meydana gelmek üzere olduğu düşünülebilir. Bu noktada, 3D SPI uyarmaya ve uyarı vermeye başlamalıdır.

• Gerber/CAD içe aktarma: Otomatik programlama 5 dakika içinde tamamlanır ve operatörlere olan bağımlılığı azaltır.
• Adım çelik ağ denetimi: Özel pedler (BGA gibi) için bağımsız parametre Ayarlarını destekler.

• Baskı eksik veya aşırı kalay tespit edildiğinde, kazıyıcının basıncını ayarlamak veya çelik ağı temizlemek için otomatik olarak baskı makinesine geri bildirim gönderir.
• Kötü Mark kartını tanımlayın, yüzeye montaj teknolojisi (SMT) makinesini kusurlu kart konumlarını atlaması için bilgilendirin ve üretim verimliliğini artırın.

• 3D SPI'nin kritik verileri, fırından önce veya sonra anahtar yeniden denetimini gerçekleştirmek için AOI'ye iletilebilir.
• Üç noktalı hizalama işlevi (3D SPI + fırın öncesi AOI + fırın sonrası AOI), kusurların kök nedenini izlemeye yardımcı olur.

Dahili SPC sistemi, üç aşamada tespit edilen verileri ve görüntüleri entegre edebilir, mühendislerle hangi aşamanın yanlış gittiğini ve soruna neyin neden olduğunu belirlemeyi kolaylaştırır.

IPC-CFX iletişim protokolüne dayalı olarak, cihazlar arasında veri etkileşimi sağlanarak akıllı fabrikaların inşası kolaylaştırılır.

• Yapay zeka destekli akıllı algılama: Kusur sınıflandırmasını optimize etmek ve yanlış alarm oranlarını azaltmak için derin öğrenmeyi birleştirmek.
• Gerçek zamanlı uyarlanabilir ayarlama: Baskı makinesi ve yeniden akış lehimleme ile dinamik bir kapalı döngü kontrolü oluşturur.
• 5G+ Endüstriyel İnternet: Uzaktan izleme ve büyük veri analizini etkinleştirerek, tahmine dayalı bakım yeteneklerini geliştirir.

3D SPI teknolojisi, SMT akıllı üretiminde temel bir bağlantı haline gelmiştir. Shenzhou Vision'dan ALeader, yüksek hassasiyetli algılama algoritmaları, akıllı veri analizi ve ekipman ara bağlantı yetenekleri ile üretim verimini ve verimliliğini önemli ölçüde artırmıştır. Gelecekte, yapay zeka ve Endüstri 4.0'ın derin entegrasyonu ile 3D SPI, elektronik üretimi "sıfır kusur" hedefine daha da yön verecek ve işletmelerin akıllı yükseltmeler elde etmesine yardımcı olacaktır.