PCBA行业应用（二） | Basler 3D-SPI解决方案，助力检测速度与精度双重提速

供稿：宝视纳视觉技术（北京）有限公司

关键词：宝视纳,PCB,机器视觉
摘要：3D焊剂检测(3D-SPI)可分析在焊剂印制过程中印刷电路板(PCB)裸板上的焊剂存量、对齐情况和体积。通过及时发现焊剂缺陷，就可以在PCB表面拾取与放置贴装电子元件之前，立即采取纠正措施。此步骤至关重要，因为如果在PCB安装完毕后进行维修焊剂缺陷，将会耗费更多时间和资源。相比之下，及时清洗和重新处理印刷质量不佳的PCB裸板，将更具成本效益。

3D焊剂检测(3D-SPI)可分析在焊剂印制过程中印刷电路板(PCB)裸板上的焊剂存量、对齐情况和体积。通过及时发现焊剂缺陷，就可以在PCB表面拾取与放置贴装电子元件之前，立即采取纠正措施。此步骤至关重要，因为如果在PCB安装完毕后进行维修焊剂缺陷，将会耗费更多时间和资源。相比之下，及时清洗和重新处理印刷质量不佳的PCB裸板，将更具成本效益。

3D-SPI系统的视觉配置

将带有三个侧置式投射器或三个侧置式相机正交（垂直）顶视图相机分别用于前、后、左或右视角，是用于测量焊剂体积的典型配置。从多个角度使用彩色光源提高成像质量，是为3D-SPI系统打造的最常见配置。

常见的检测任务包括：焊剂印刷位置、表面/高度/轮廓/体积、焊剂偏移、焊剂不足、焊剂拖尾、焊剂球、焊剂爬越和接合。

3D-SPI的应用领域

由于超过50%的焊点缺陷可以归咎于焊剂印刷不当，因此焊剂检测是印刷电路板制造过程中的关键步骤。如果焊剂印刷不正确，所造成的缺陷可能会影响后面的装配和焊接过程，从而导致组件倾斜、焊点不良或缺失。

焊剂印刷缺陷检测

精确检测印刷电路板上的焊剂存量的质量。

为SPI机器提供视觉能力

采集高质量的图像，以便与系统中保存的基准图像进行比较。

焊剂测量

测量焊剂存量的尺寸特征，包括高度和体积。

常见的光学检测应用的痛点

01挑战

● 随着组件尺寸越来越小，焊接密度变高，需要使用更高分辨率和帧速率的检测设备才能满足生产要求。

● 要实现更高的成像质量，通常要使用搭载大型芯片的相机并配合大卡口镜头，从而增加成本。

● 1:1芯片在市场上并不常见，因此许多制造商使用5:4芯片，导致视场(FOV)精度降低。

● 并非所有产品都兼容，在选择和集成产品时具有挑战性。

02原因

● 在现有Camera Link带宽的限制下，平衡高分辨率和高帧速率难度较大。

● 焊剂检测系统需要高质量的成像技术来正确检测焊剂，导致整体系统成本增加。

● 市面上1:1相机芯片的选择较少。

● 通常的做法是通过不同的供应商采购产品以降低成本。

03解决方案

● 百万像素级相机，可以更好地平衡高分辨率和高帧速率。

● 长宽比为1:1，可实现更高的视场精度。

● C-mount镜头经济实惠，性价比更高。

● 可轻松集成兼容的接口卡。

● 有多种可靠、适配的配件可供选择，具有出色的性价比。

04适用方案配件

选择合适的系统分辨率，是在选择3D SPI解决方案时要考虑的关键参数之一。这通常就要确定在检测焊剂体积时所需的检测速度和精度。

焊剂检测系统在特定的成像分辨率下，视场的大小由相机芯片的分辨率决定。较大的视场(FOV)意味着扫描印刷电路板所需的图像数量较少，而较高像素的相机则需要花费更多的时间来采集每个图像。虽然像素较低的相机视场较小，但在采集新图像帧时，它需要的时间要短得多，可产生更高的帧速率，使用动态成像技术即可覆盖较大的印刷电路板区域，无需在静止状态下拍摄每一帧图像。

最重要的是，在选择3D SPI系统时需要平衡这些关键参数，以充分满足应用需求。

适用相机