摘要  

 
在电子制造行业，随着产品向高密度、小型化发展，SMT（表面贴装技术）的锡膏印刷质量直接决定最终产品的可靠性。3D SPI（三维锡膏检测）技术凭借其高精度检测能力，成为SMT制程中不可或缺的质量控制手段。本文将深入解析3D SPI的技术原理、核心功能、智能应用及与前后工序的联动，帮助您全面了解如何通过3D SPI提升生产效率、降低返修成本，并展望未来AI与工业4.0融合的发展趋势。  
 
 
1.3D SPI技术：SMT制造中的质量守护者   
在SMT生产过程中，74%的缺陷源于锡膏印刷问题，传统2D SPI仅能检测平面缺陷，而3D SPI通过三维成像技术，可精准测量锡膏的体积、高度、形状等关键参数，显著提升缺陷检出率。  
 
1.1激光三角测量法
早期的3D SPI采用激光三角测量法，通过激光投射到锡膏表面，利用CCD相机捕捉反射光点，结合三角几何关系计算高度。该方法仅能测量单点高度，效率较低。 （根据照射在物体上的成像点A和基准点O，求取物体上的各点到该基准点的2D图像距离L，根据三角法原理，利用2D图像距离L换算出物体的高度H）
 
1.2多线激光扫描技术
为提高检测速度，行业引入多线激光扫描技术，可同时测量多个点的高度，但仍存在以下局限性：

• 仅能精确测量激光照射点，其余区域需拟合估算，影响精度。
• 受物体表面反光影响，需对PCB进行喷砂处理（实际生产中不可行）。

 
1.3 神州视觉ALeader结构光3D技术（PMP）
目前主流的3D SPI采用相位测量轮廓术（Phase Measurement Profilometry, PMP），即结构光3D技术。其原理如下：

• 投影光栅（正弦光栅）照射PCB表面，形成明暗交替的光学条纹。
• 相机捕捉变形条纹，通过相位变化计算高度信息。
• 采用双投影光栅技术，消除阴影区域误差，提高测量精度。

 
相比激光扫描，PMP技术具有以下优势：
✔ 全视野覆盖，无盲区检测
✔ 抗PCB颜色、反光干扰
✔ 适用于高密度、微型焊盘（如01005元件）
 
2.ALeader 3D SPI的核心功能与应用     
2.1 高精度检测能力
体积、面积、高度测量：体积、面积、高度、偏移、少锡、多锡、连锡、锡尖、金手指、污染、红胶工艺等外观不良
 
抗干扰能力：自动补偿PCB翘曲，适应不同颜色PCB（绿、红、黑等）。
   

 
多种MARK点识别：支持圆形、十字形、矩形等非标准MARK点定位。
 
2.2 智能数据分析与工艺优化
高度分布图：可视化锡膏高度分布，快速定位不良区域（如刮刀压力不均、钢网问题问题等）。 Cpk趋势监控：实时统计过程控制（SPC），分析印刷稳定性。 预警功能：当连续出现临界不良时自动报警，提前调整工艺参数。（当控制点连续出现在设定值范围的同侧时，可以认为是锡膏印刷即将出现缺陷。此时，3D SPI应开始提示并警告。） 2.3 自动化编程与快速换线
Gerber/CAD导入：5分钟内完成自动编程，降低对操作人员的依赖。 阶梯钢网检测：支持特殊焊盘（如BGA）的独立参数设置。
 
3.ALeasder 3D SPI与智能制造的数据联动 

3.1 与印刷机的闭环反馈
检测到漏印或多锡时，自动反馈至印刷机调整刮刀压力或清洁钢网。
识别Bad Mark板，通知贴片机跳过不良板位，提升生产效率。
 
3.2 与AOI的协同检测
3D SPI的临界数据可传输至炉前/炉后AOI，实现重点复检。
三点照合功能（3D SPI + 炉前AOI + 炉后AOI）帮助追溯缺陷根源。  
 
3.3 符合IPC - CFX标准
基于IPC-CFX通信协议，实现设备间数据互通，助力智能工厂建设。  
4.未来发展趋势 

• AI驱动的智能检测：结合深度学习优化缺陷分类，减少误报率。
• 实时自适应调整：与印刷机、回流焊形成动态闭环控制。
• 5G+工业互联网：实现远程监控与大数据分析，提升预测性维护能力。

 
结论
 
3D SPI技术已成为SMT智能制造的核心环节，神州视觉ALeader凭借其高精度检测算法、智能数据分析和设备联动能力，显著提升生产良率与效率。未来，随着AI与工业4.0的深度整合，3D SPI将进一步推动电子制造向“零缺陷”目标迈进，助力企业实现智能化升级。