Ispezione ottica automatizzata: Progressi nella tecnologia della visione artificiale

Di Fouad Sabry

Che cos'è l'ispezione ottica automatizzata

L'ispezione ottica automatizzata (AOI) è un'ispezione visiva automatizzata della produzione di circuiti stampati (PCB) in cui una fotocamera esegue la scansione autonoma del dispositivo sottoposto a test sia per guasti catastrofici che per difetti di qualità. È comunemente utilizzato nel processo di produzione perché è un metodo di prova senza contatto. Viene implementato in molte fasi del processo di produzione, tra cui l'ispezione della scheda nuda, l'ispezione della pasta saldante (SPI), il pre-riflusso e il post-riflusso, nonché altre fasi.

Come farai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Ispezione ottica automatizzata

Capitolo 2: Circuito stampato

Capitolo 3: Ball Grid Array

Capitolo 4: Tecnologia di montaggio superficiale

Capitolo 5: Formato Gerber

Capitolo 6: Riflusso Forno

Capitolo 7: Saldatura a rifusione

Capitolo 8: Rilavorazione (elettronica)

Capitolo 9: Pasta saldante

Capitolo 10: Selettiva Saldatura

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sull'ispezione ottica automatizzata.

(III) Esempi reali dell'utilizzo dell'ispezione ottica automatizzata in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di ispezione ottica automatizzata .

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 15 mag 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Ispezione ottica automatizzata

L'ispezione ottica automatizzata (AOI) è un controllo di qualità basato su telecamera per componenti elettronici come circuiti stampati (PCB), display a cristalli liquidi (LCD) e transistor (ad es. dimensione o forma del raccordo o inclinazione del componente). Come tecnica senza contatto, trova ampia applicazione nell'industria. Viene utilizzato in diversi punti del processo di produzione, come l'ispezione della scheda nuda, l'ispezione della pasta saldante (SPI), prima e dopo la rifusione e altrove.

Di seguito sono riportati alcuni esempi di caratteristiche della scheda PCB che gli AOI potrebbero verificare:

Difetti dell'area

Cartelloni pubblicitari

Offset componente

Polarità dei componenti

La presenza o l'assenza di un componente

Inclinazione componente

Giunti di saldatura eccessivi

Componente capovolto

Difetti di altezza

Mancanza di adesivo che circonda i cavi

Giunti di saldatura insufficienti

Cavi sollevati

Nessun test di popolazione

Incolla registrazione

Componenti gravemente danneggiati

Rimozione definitiva

Difetti di volume

Parte sbagliata

Bridging di saldatura

Oggetti non identificati sul tabellone

Le regioni post-incolla, pre-riflusso, post-riflusso e onda sono tutte posizioni nelle linee SMT in cui è possibile applicare AOI.

Queste caratteristiche possono essere riscontrate durante un'ispezione AOI di una scheda PCB nuda:

Violazioni dello spessore della linea

Violazione della spaziatura

Rame in eccesso

Un componente essenziale della tavola, il pad, è assente.

Cortocircuiti

Danni da Dito d'oro

Tagli

Un foro praticato (via) si è staccato dal sito di atterraggio previsto.

Parti di montaggio risultate errate

Le segnalazioni di difetti possono essere attivate in diversi modi, anche tramite regole predefinite (ad es.

nessuna linea sulla scheda deve essere inferiore a 50μ) o basato su CAD in cui la scheda viene confrontata localmente con il progetto previsto.

Rispetto ai tradizionali metodi di esame visivo, questo è altamente affidabile e ripetibile.

La necessità di AOI rispetto ai test in-circuit è aumentata negli ultimi anni a causa della tendenza verso progetti di circuiti stampati più piccoli.

I seguenti metodi vengono utilizzati anche nella produzione elettrica per garantire il corretto funzionamento dei circuiti stampati:

Esame radiografico con automazione (AXI)

Gruppo per i test coordinati (JTAG)

Provalo nel mondo reale (ICT)

Collaudo funzionale

{Fine Capitolo 1}

Capitolo 2: Circuito stampato

Un circuito stampato (PCB) o circuito stampato (PWB) è una struttura a sandwich costituita da strati conduttori e isolanti. I PCB hanno due ruoli complementari. Il passaggio iniziale consiste nel saldare i componenti elettronici in posizioni predefinite sugli strati esterni. Il secondo passo consiste nel fornire connessioni elettriche affidabili (e anche circuiti aperti affidabili) tra i terminali del componente in modo regolamentato noto come progettazione PCB. Ogni strato conduttivo è costruito con un modello di grafica del conduttore (simile ai fili su una superficie piana) che offre connessioni elettriche su quello strato. Le via, fori passanti placcati che consentono l'interconnessione degli strati, vengono aggiunte in un secondo processo di produzione.

I PCB supportano e collegano elettricamente componenti elettronici utilizzando tracce, piani e altre caratteristiche incise da uno o più strati di fogli di rame incollati su e/o tra strati di fogli di un substrato non conduttivo. I componenti sono saldati sul PCB per collegarli elettricamente e fissarli meccanicamente ad esso. Quasi tutti gli articoli elettronici e alcuni prodotti elettrici, come le scatole di commutazione passive, utilizzano circuiti stampati.

Le alternative storicamente popolari ai PCB includono l'avvolgimento del filo e la costruzione punto-punto, entrambi utilizzati raramente. Il layout dei circuiti sui PCB richiede ulteriore lavoro di progettazione, ma la produzione e l'assemblaggio possono essere automatizzati. I software di progettazione assistita da computer disponibili sono in grado di eseguire la maggior parte delle attività di layout. Poiché i componenti vengono installati e cablati in un'unica operazione, la produzione di massa di circuiti con PCB è più economica e veloce rispetto ai metodi di cablaggio alternativi. È possibile produrre contemporaneamente grandi quantità di PCB e il layout deve essere creato una sola volta. I PCB possono anche essere prodotti manualmente in piccole quantità, anche se i vantaggi sono minori.

I PCB possono essere monofacciali (uno strato di rame), bifacciali (due strati di rame su entrambi i lati di uno strato di substrato) o multistrato (tre o più strati di rame) (strati esterni e interni di rame, alternati a strati di substrato). Le tracce circuitali sugli strati interni di un PCB multistrato consentono una densità dei componenti molto più elevata, poiché altrimenti occuperebbero la superficie tra i componenti. L'aumento di popolarità dei PCB multistrato con più di due piani in rame, e in particolare più di quattro, ha coinciso con l'introduzione della tecnologia a montaggio superficiale. Ciononostante, i PCB multistrato rendono la riparazione, l'analisi e la modifica sul campo dei circuiti significativamente più impegnative e tipicamente poco pratiche.

Il mercato globale dei PCB ha superato i 60,2 miliardi di dollari nel 2014.

Un PCB di base è composto da un foglio di materiale isolante e da uno strato di lamina di rame incollato al substrato. Il rame viene diviso dall'incisione chimica in linee conduttrici discrete chiamate tracce o tracce di circuito, piazzole per connessioni, vie per far passare connessioni tra strati di rame e caratteristiche come toppe conduttive solide per schermatura elettromagnetica o altri usi. I binari fungono da fili fissi e sono separati l'uno dall'altro dall'aria e dal materiale del substrato del pannello. Potrebbe esserci un rivestimento sulla superficie di un PCB che protegge il rame dalla corrosione e riduce la probabilità di cortocircuiti di saldatura tra le tracce e contatti elettrici indesiderati con fili nudi vaganti. Grazie alla sua capacità di evitare i cortocircuiti di saldatura, il rivestimento è noto come solder resist o maschera di saldatura.

Un circuito stampato può contenere molti strati di rame, che sono quasi sempre impilati a coppie. Il numero di strati e l'interconnessione tra di essi (vias, PTH) forniscono un'approssimazione della complessità della scheda. Più livelli offrono maggiori possibilità di routing e un migliore controllo dell'integrità del segnale, ma sono dispendiosi in termini di tempo e costosi da produrre. Allo stesso modo, la selezione dei via della scheda consente di mettere a punto le dimensioni della scheda, la fuga dei segnali da circuiti integrati complessi, l'instradamento e l'affidabilità a lungo termine, ma è intimamente correlata alla complessità e ai costi di produzione.

Le schede a due strati sono tra le più semplici da produrre. Strati esterni di rame sono presenti su entrambi i lati; Gli strati interni di rame e l'isolamento sono inseriti tra gli strati interni di rame su pannelli multistrato. I PCB a quattro strati sono il passo successivo rispetto ai PCB a due strati. La scheda a quattro strati ha un numero significativamente maggiore di opzioni di routing negli strati interni rispetto alla scheda a due strati e una parte degli strati interni viene spesso utilizzata come piano di massa o piano di alimentazione per ottenere una migliore integrità del segnale, frequenze di segnalazione più elevate, EMI più basse e un migliore disaccoppiamento dell'alimentazione.

I conduttori dei componenti a foro passante sono collegati alle tracce sul lato opposto della scheda dopo averla attraversata. I componenti a montaggio superficiale sono collegati a tracce di rame sullo stesso lato della scheda attraverso i loro conduttori. I componenti di una scheda possono essere montati utilizzando entrambi i metodi. I circuiti stampati con componenti esclusivamente a foro passante sono insoliti al giorno d'oggi. Transistor, diodi, chip IC, resistori e condensatori sono montati in superficie. I componenti di grandi dimensioni, come i condensatori elettrolitici e