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3DSPI在炉后焊点范畴以及在MiniLED、 MicroLED等超麋集锡膏范畴的测试使用

3DSPI在炉后焊点范畴以及在

MiniLED MicroLED等超麋集锡膏范畴的测试使用


随着越来越多的SMT工场曾经开端导入3DSPI3DSPI的使用场景也越来越多,除了测试正常印刷后的锡膏外,还测试许多其他的项目。好比测试胶水(红胶,黄胶,三防胶等等),银浆,炉后的焊点,以及焊盘麋集度十分高的MiniLED MicroLED等。本文针对炉后焊点范畴以及超麋集度焊点范畴的锡膏的测试与使用做一叙述与阐明。

1. 3DSPI炉后焊点范畴的测试

1.1 炉后焊点测试的配景

随着人们对电子产品的功效与品格的不停进步,电子产品朝巨大化模块化的不停开展,越来越多的产品必要检测锡膏过炉后焊点的品格。分外如BGA等球型阵列的锡球,FPC的触点以及其他一些对炉后焊点有特别要求的产品,还必要检测其3D的高度以及锡量等信息。这就必要3D检测设置装备摆设来量测。思ag网址研发团队运用相位调制表面丈量技能从三个以上差别的角度打出布局光栅投影,再依据多步相移法盘算出每个投影头的相位散布。最初经过盘算三个以上投影头的无效信息,失掉完备的三维成像数据。

1.2炉后焊点测试的硬件底子

区别于一样平常的印刷后锡膏检测,过炉后的焊点具有亮度高,反光强,搅扰大等特点。以是用平凡的3DSPI 去测试炉后的焊点3D成型结果都不是很好。如图1(平凡3DSPI设置装备摆设外部图像)

检测头.jpg

图1

由于锡球的外表反光强度很大,以是每个3D投影头照射到焊点上都市有一个对应的反光面,这局部的3D丈量信息是有效的。必需要经过多个角度的3D量测数据综合剖析,才干构成一个完备的3D成像数据。经过实践测试必需要三个以上的3D投影头才干包管3D数据的完备性。3D投影头越多,结果会越好。如图2(3投影头与4投影头外部布局图)

图2

 

1.3 后焊点测试的算法改进

一样平常锡膏的高器量测都是基于基准的均匀高度与锡膏的均匀高度,盘算其绝对高度。其测试原理一样平常如图3所示

算法改进.jpg

图3

炉后焊点的测试,一样平常必要量测焊点的最高高度,以是在算法上不克不及取门槛以上的均匀值,而是必要依据产品的实践状况取最高地区响应的百分比,大概响应的像素点个数来盘算最高高度,其测试原理一样平常如图4所示,A为基准面的均匀高度,B为锡球的均匀高度,C为锡球的最高点。AB为锡球的均匀高度, AC为锡球的最高高度。

算法改进2.jpg

图4

在实践测试中发明有一些产品的焊点四周作为基准的地区(base 是半通明的,大概搅扰比力严峻的状况。针对这些状况ag网址经过在3D投影头下方的RGB+W 灯盘拍摄一张2D图片, 经过颜色抽取的方法来指定base的地区以及焊点的地区,过滤失不必要到场盘算的搅扰地区。如图5

图5.jpg

图5

1.4 后焊点测试的实践结果

运用三个3D投影头从差别的角度打出布局光栅投影到焊点上的成像结果如图6

图6.jpg

6

BGA焊点测试结果如图7

图78.jpg

1.5 炉后焊点测试要害技能要点

n  经过三个以上的3D投影头无暗影,无搅扰的获得焊点的3D成像数据。

n  经过RGB+W 2D灯盘失掉2D黑色影像,并经过颜色过滤算法辨别界说出焊点地区与基准面地区

n  经过盘算失掉基准面到焊点地区的高度数据。

n  经过设定参数范畴设置装备摆设能主动标示出不切合要求的焊点

 

2. 3DSPIMiniLEDMicroLED等超麋集锡膏范畴的测试

随着科技的前进,表现屏范畴的开展也是与日俱增[yǔ rì jù zēng],诸如OLEDMiniLEDMicroLED等专业名词也常常走入ag网址的一样平常生存中。关于3DSPI技能职员来说,比年来也常常会打仗到检测MiniLEDMicroLED等超麋集焊盘的项目。关于动辄数目在几十万,乃至上百万个焊盘来说,用平凡的3DSPI设置装备摆设都市呈现如gerber文件转换速率慢,测试速率慢,测试精度达不到客户要求,数据存储服从高等题目。

2.1.1 MiniLEDMicroLED等超麋集焊盘的板子的特点

起首,MiniLEDMicroLED由于其物理特征都是由一颗一颗小LED灯胆构成,以是一片板子上小LED的数目黑白常巨大的。ag网址在客户现场曾经有遇到100万个焊盘以上的产品了。在不到一个指甲盖巨细的地区,曾经散布了大约几千个的焊盘。其次,MiniLEDMicroLED等单个焊盘的尺寸都十分的小。MiniLED的单个单位的尺寸大约在100-200μm,而MicroLED的单个单位的尺寸可以在50μm以下。这两个次要的技能特点关于现有的3DSPI设置装备摆设来说是一个宏大的应战。图9 microLED与平凡Led的尺寸差别。

图9.jpg

图9

 

2.1.1 3DSPI在硬件设置装备摆设方面的改进

3DSPI的硬件设置装备摆设次要由取像模块,活动控制模块,运算模块三局部构成。MiniLEDMicroLED由于其超麋集度,尺寸小等特点,其三大件设置装备摆设与一样平常的SMT 测试设置装备摆设有很大的差别。如下表13DSPI在一样平常SMT行业 与在超麋集小尺寸产品上的硬件比拟。

表1.jpg

表1

从表中可以看出使用在小尺寸超麋集产品上的3DSPI设置装备摆设的各方面设置装备摆设都用到了行业内的最高设置装备摆设。分外是大理石平台,线性马达与光栅尺的运用,确保了小尺寸焊盘的挪动精度。业内抢先的1.8μm剖析度的远心镜头,确保了小尺寸焊盘的测试精度。图10  3μm剖析度测试100*100μm尺寸的锡膏

图10.jpg

10

 

2.1.1 软件算法方面的改进

u  Gerber转换方面:3DSPI一样平常都是经过一种叫做Gerber的文件来制造测试步伐。正常的SMT焊盘数一样平常都不会凌驾10万个焊盘。在转换Gerber文件到设置装备摆设步伐的工夫正常都是在几秒到几十秒之间。当Gerber焊盘数目凌驾100万的时分,正常Gerber转换软件曾经无法处置。外洋主流的E**软件导入凌驾20W个焊盘的时分工夫就要凌驾半个小时。曾经无法满意正常的编程需求。思ag网址智能的Gerber转换软件颠末改进后导入100万个焊盘的工夫在1-2分钟左右,大大进步了编程服从。图10导入凌驾100W个焊盘的Gerber文件。

图11.jpg

图11

  u Load Job方面:现在主流的SPI设置装备摆设 Load一个差别数目焊盘的Job 大约在几秒到几十秒之间。经过软件的log档案,可以检察到load job的详细时       间。公司技能团队job数据转身分段字符串款式,有表头记载数据的索引位,再搭配并行、多线程举行存储和读取,相比jbn款式服从大约提拔了   3-5倍,分外是百万级焊盘的存储读取服从。同时load一个100万的job ,改进前与改进后的工夫如下表2

表2.jpg

2

u  算法优化方面:100万焊盘的产品单个FOV的焊盘数目都十分多,并且每个FOV的焊盘数目根本分歧,针对单个FOV 焊盘麋集度很高的状况。除了晋级电脑硬件设置装备摆设如CPUGPU、内存以外,在过滤算法,多线程并行算法,GPU算法方面都举行了优化。使的体系在全体运算方面的工夫大幅提拔,到达了客户的CT需求。

u  数据保管与盘问方面:主流SPI的都是经过用数据库的方法来保管测试完的数据,最罕见的数据库保管方法是用 Access Mysql等数据库款式。Mysql相比Access 在批量数据处置速率,材料处置才能,数据备份等方面都比力有上风。

 

2.1.1 总结

 

颠末公司技能职员在硬件与软件两个方面的不停改进晋级,现在测试100万数目级的焊盘从Gerber 转换,翻开与保管程式的工夫,测试精度,运算的才能与服从,以及数据保管的服从等方面都到达了不错的结果。全体的操纵感觉也失掉了终端客户的一定。此款设置装备摆设的综合技能才能曾经走在了环球的前线。图11

图12.jpg

图12

 

参考文献:

..  2020-5

浅谈Mini LED 表现屏的光学使用与测试 .复瞻智能. 2020-6










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