Le rôle clé et l'application intelligente de la technologie SPI 3D dans la fabrication SMT : La solution ultime pour améliorer

Le rôle clé et l'application intelligente de la technologie SPI 3D dans la fabrication SMT : La solution ultime pour améliorer le rendement SMT

Résumé

Dans l'industrie de la fabrication électronique, à mesure que les produits évoluent vers une haute densité et une miniaturisation, la qualité de l'impression de la pâte à souder en SMT (Surface Mount Technology) détermine directement la fiabilité du produit final. La technologie SPI 3D (Inspection tridimensionnelle de la pâte à souder), avec sa capacité de détection de haute précision, est devenue une méthode de contrôle qualité indispensable dans le processus SMT. Cet article approfondira les principes techniques, les fonctions principales, les applications intelligentes de la SPI 3D, ainsi que son interaction avec les processus précédents et suivants, vous aidant à acquérir une compréhension globale de la manière d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire les coûts de reprise grâce à la SPI 3D. Il se penche également sur la future tendance de développement de l'intégration de l'IA et de l'Industrie 4.0.

1. Technologie SPI 3D : Gardien de la qualité dans la fabrication SMT
Dans le processus de production SMT, 74 % des défauts proviennent de problèmes d'impression de la pâte à souder. La SPI 2D traditionnelle ne peut détecter que les défauts planaires, tandis que la SPI 3D, grâce à la technologie d'imagerie tridimensionnelle, peut mesurer avec précision des paramètres clés tels que le volume, la hauteur et la forme de la pâte à souder, améliorant ainsi considérablement le taux de détection des défauts.

1.1 Méthode de triangulation laser
Les premières SPI 3D adoptaient la méthode de triangulation laser. En projetant un laser sur la surface de la pâte à souder et en utilisant une caméra CCD pour capturer le point de lumière réfléchi, la hauteur était calculée en combinaison avec la relation géométrique triangulaire. Cette méthode ne peut mesurer que la hauteur d'un seul point et a une efficacité relativement faible.
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En se basant sur le point d'imagerie A et le point de référence O éclairés sur l'objet, calculez la distance d'image 2D L de chaque point sur l'objet par rapport à ce point de référence. Selon le principe de la trigonométrie, convertissez la hauteur H de l'objet en utilisant la distance d'image 2D L.

1.2 Technologie de balayage laser multi-lignes
Pour améliorer la vitesse de détection, l'industrie a introduit la technologie de balayage laser multi-lignes, qui peut mesurer simultanément la hauteur de plusieurs points. Cependant, elle présente encore les limitations suivantes :
Seul le point d'irradiation laser peut être mesuré avec précision, tandis que le reste de la zone doit être ajusté et estimé, ce qui affecte la précision.
En raison de la réflexion sur la surface de l'objet, le PCB doit être sablé (ce qui n'est pas réalisable en production réelle).
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1.3 Technologie 3D ALeader à lumière structurée (PMP) de Shenzhou Vision
Actuellement, la SPI 3D dominante adopte la profilométrie par mesure de phase (PMP), à savoir la technologie 3D à lumière structurée. Le principe est le suivant :
La grille de projection (grille sinusoïdale) éclaire la surface du PCB, formant des bandes optiques alternées de lumière et d'obscurité.
La caméra capture les bandes déformées et calcule les informations de hauteur grâce aux changements de phase.
La technologie de grille à double projection est adoptée pour éliminer l'erreur dans la zone d'ombre et améliorer la précision de la mesure.
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(Projection unique avec ombre vs double projection peut se compléter)

Par rapport au balayage laser, la technologie PMP présente les avantages suivants :
✔ Couverture complète du champ, pas de détection d'angle mort
✔ Résistant aux interférences de couleur et de réflexion du PCB
✔ Adapté aux pads haute densité et micro (tels que les composants 01005)

2. Fonctions principales et applications de la SPI 3D ALeader
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2.1 Capacité de détection de haute précision
Mesure du volume, de la surface et de la hauteur : volume, surface, hauteur, décalage, étain insuffisant, étain excessif, étain continu, pointe d'étain, doigt d'or, contamination, processus de colle rouge et autres défauts d'apparence

Capacité anti-interférence : Compense automatiquement le gauchissement du PCB et S'ADAPTE aux PCB de différentes couleurs (vert, rouge, noir, etc.).

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La SPI 3D doit avoir la fonction de compensation automatique de la flexion de la carte sans aucune opération supplémentaire

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La SPI 3D doit garantir le même niveau de performance sur les PCB de toutes les couleurs

Reconnaissance de points MARK multiples : Prend en charge le positionnement de points MARK non standard tels que circulaires, en forme de croix et rectangulaires.
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2.2 Analyse intelligente des données et optimisation des processus
Carte de distribution de la hauteur : Visualisez la distribution de la hauteur de la pâte à souder et localisez rapidement les zones défectueuses (telles que la pression inégale du racleur, les problèmes de maillage en acier, etc.).
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Surveillance de la tendance Cpk : Contrôle statistique des processus (SPC) en temps réel, analyse de la stabilité de l'impression.
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Fonction d'alerte précoce : Alarme automatique en cas de défauts critiques continus et ajustement des paramètres du processus à l'avance. Lorsque les points de contrôle apparaissent continuellement du même côté de la plage de valeurs définie, on peut considérer que des défauts d'impression de la pâte à souder sont sur le point de se produire. À ce stade, la SPI 3D doit commencer à inviter et à avertir.
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2.3 Programmation automatisée et changement de ligne rapide
Importation Gerber/CAO : La programmation automatique est terminée en moins de 5 minutes, ce qui réduit la dépendance aux opérateurs.
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Inspection du maillage en acier par étapes : Prend en charge les paramètres indépendants pour les pads spéciaux (tels que BGA).

3. Liaison de données entre la SPI 3D ALeasder et la fabrication intelligente

3.1 Rétroaction en boucle fermée avec la presse à imprimer
En cas de défaut d'impression ou d'excès d'étain détecté, il renvoie automatiquement des informations à la machine d'impression pour ajuster la pression du racleur ou nettoyer le maillage en acier.
Identifiez la carte Bad Mark, informez la machine de technologie de montage en surface (SMT) pour ignorer les positions de la carte défectueuse et améliorer l'efficacité de la production.

3.2 Détection collaborative avec AOI
Les données critiques de la SPI 3D peuvent être transmises à l'AOI avant ou après le four pour effectuer une ré-inspection clé.
La fonction d'alignement à trois points (SPI 3D + AOI pré-four + AOI post-four) aide à retracer la cause première des défauts.
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Le système SPC intégré peut intégrer les données et les images détectées dans les trois étapes, facilitant la communication avec les ingénieurs pour déterminer quelle étape a mal fonctionné et ce qui a causé le problème.

3.3 Conformité aux normes IPC-CFX
Basée sur le protocole de communication IPC-CFX, l'intercommunication des données entre les appareils est réalisée, facilitant la construction d'usines intelligentes.
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4. Tendances de développement futures
Détection intelligente basée sur l'IA : Combiner l'apprentissage profond pour optimiser la classification des défauts et réduire les faux taux d'alarme.
Ajustement adaptatif en temps réel : Forme un contrôle en boucle fermée dynamique avec la machine d'impression et la soudure par refusion.
5G + Internet industriel : Permettre la surveillance à distance et l'analyse des mégadonnées, et améliorer les capacités de maintenance prédictive.

Conclusion

La technologie SPI 3D est devenue un lien essentiel dans la fabrication intelligente SMT. ALeader de Shenzhou Vision a considérablement amélioré le rendement et l'efficacité de la production grâce à ses algorithmes de détection de haute précision, à son analyse intelligente des données et à ses capacités d'interconnexion des équipements. À l'avenir, avec l'intégration profonde de l'IA et de l'Industrie 4.0, la SPI 3D conduira davantage la fabrication électronique vers l'objectif « zéro défaut » et aidera les entreprises à réaliser des mises à niveau intelligentes.