Ispezione visiva: una scorciatoia per la riduzione dei costi e il miglioramento dell’affidabilità nella produzione elettronica

I prodotti elettronici sono ampiamente utilizzati nell’elettronica di consumo, nell’elettronica delle telecomunicazioni, nell’elettronica per il controllo industriale, nell’elettronica militare e aerospaziale, tutte aree che svolgono un ruolo essenziale in ogni campo della vita delle persone e alcune delle quali riguardano persino la loro stessa sopravvivenza. Sebbene i prodotti elettronici possano essere classificati in diverse categorie come quelle menzionate sopra, in sostanza condividono lo stesso processo di produzione. In termini generali, la produzione elettronica è principalmente composta da quattro elementi: componenti, PWB (Printed Wiring Board), tecnologia SMT (Surface Mount Technology) e AI (Auto-Insert) e assemblaggio. I componenti elettronici vengono dapprima fissati ai PWB tramite l’applicazione della tecnologia SMT e/o AI e poi diverse sezioni elettroniche vengono combinate insieme per realizzare i prodotti finali.

È necessario precisare che la cosiddetta ispezione visiva menzionata in questo articolo si riferisce all’ispezione in ambito produttivo con l’aiuto di dispositivi di ispezione visiva come dispositivi di acquisizione di immagini. Attraverso l’ingrandimento dell’immagine, l’acquisizione di caratteri o l’elaborazione delle immagini, viene effettuato un confronto tra i prodotti reali e i dati di input in modo da garantire la qualità del prodotto. Fino ad ora, i tipici dispositivi di ispezione visiva includono microscopi, videoingranditori, apparecchiature per l’ispezione della pasta saldante,AOI (Strumento Ottico Automatico), per citarne alcuni. Tuttavia, l'ispezione visiva effettuata a occhio nudo è esclusa.

Necessità dell’ispezione visiva nella produzione di elettronica

Lo sviluppo graduale della tecnologia porta le tecnologie di produzione elettronica a un miglioramento continuo. Di conseguenza, i prodotti elettronici tendono a diventare miniaturizzati, con una densificazione sempre più evidente. Inoltre, poiché i componenti si riducono di dimensioni e i PCB (Printed Circuit Boards) devono accettare interconnessioni a densità sempre più elevata, la densità di montaggio è aumentata in modo vertiginoso, portando a requisiti di qualità del prodotto sempre più elevati. Pertanto, l’ispezione della qualità del prodotto durante il processo di produzione elettronica non è mai trascurabile.

A parte la potenziale tendenza dell’elettronica moderna, l’ispezione visiva con l’aiuto di dispositivi di ispezione visiva presenta più vantaggi rispetto alla tradizionale ispezione a occhio nudo.
• L'ispezione a occhio nudo è faticosa e poco efficiente.
• L'occhio nudo non soddisfa i requisiti di ispezione dei componenti miniaturizzati.
• L'ispezione a occhio nudo è dannosa per la vista del personale addetto ed è difficile ottenere risultati di ispezione accurati.

Tuttavia, grazie ai dispositivi di ispezione visiva, l’intensità del lavoro sarà notevolmente ridotta con il miglioramento dell’efficienza di ispezione. Finora, l’ispezione visiva tramite dispositivi di ispezione è stata ampiamente applicata in tutte le fasi della produzione elettronica.

Applicazione dell’ispezione visiva nel controllo qualità dei componenti

La produzione di componenti ha da tempo attribuito grande importanza all’ispezione visiva, poiché essa è utilizzata per serigrafia, resistenza dell’anello di linea, induttanza, polarità e orientamento. Tutti gli aspetti sopra menzionati vengono ispezionati dal personale a occhio nudo e ciò tende a generare una maggiore soggettività, oltre a rendere il personale facilmente soggetto ad affaticamento. Di conseguenza, è difficile garantire l’accuratezza e l’affidabilità della qualità dei componenti. Amplificando l’immagine tramite dispositivi di ispezione prima del controllo, i difetti diventano più evidenti e il personale è meno soggetto ad affaticamento.

Applicazione dell'ispezione visiva nel controllo qualità dei PCB

Anche la versione più semplificata diProcesso di produzione dei PCBcontiene ancora almeno 10 passaggi.

Quando si tratta di ispezione del controllo qualità dei PCB, è necessario prestare la massima attenzione ai seguenti elementi di ispezione: corpi estranei, esposizione del rame, graffi, placcatura insufficiente, serigrafia errata, pasta saldante e piazzole irregolari, rame residuo e imaging. Tutti questi difetti sono difficilmente osservabili a occhio nudo. Attualmente, i metodi o i dispositivi di ispezione visiva per il controllo qualità dei PCB includono:
• Apparecchiatura AOI per l’ispezione di PCB nudi. I campi di applicazione dell’AOI per i circuiti stampati nudi coprono cortocircuiti, circuiti aperti, rame residuo, vuoti ecc.
• Lente d’ingrandimento. La lente d’ingrandimento è in grado di ispezionare solo i difetti esposti sulla superficie del PCB. Questo metodo è raramente utilizzato nella moderna produzione di elettronica.
• Ispezione a occhio nudoL’ispezione a occhio nudo è un metodo di ispezione tradizionale, sebbene raramente riesca a tenere il passo con il continuo miglioramento del controllo qualità e con l’aumento della densità di progettazione dei PCB. Di conseguenza, è difficile garantire l’affidabilità e la stabilità dell’ispezione a occhio nudo.
• Sistema di visualizzazione video ottico che combina ispezione a occhio nudo e AOIQuesto sistema visualizza le immagini PCB sul monitor ingrandendole per rendere l’ispezione più semplice.

Applicazione dell’ispezione visiva nella tecnologia SMT/AI

La tecnologia SMT è ora la tecnologia di assemblaggio più diffusa nella produzione elettronica.Processo di assemblaggio di circuiti stampaticon l'applicazione della tecnologia SMT si includono principalmente: stampa della pasta saldante, montaggio, saldatura a rifusione, pulizia, ispezione e rilavorazione. Tutti i dispositivi di ispezione applicati in tutte le fasi di produzione includono: lente d'ingrandimento, microscopio, ICT (In-Circuit Test), test a sonde mobili, AOI, AXI e test funzionale, tra i quali lente d'ingrandimento, microscopio, AOI e AXI rientrano nell'ambito dell'ispezione visiva.

L'ispezione visiva produrrà risultati e obiettivi di ispezione diversi a seconda della stazione in cui viene eseguita durante il processo di assemblaggio SMT.

• Dopo la stampa della pasta saldante

La stampa della pasta saldante è la prima procedura dell’assemblaggio SMT e la sua qualità determina direttamente quella dei prodotti finali. Pertanto, è molto necessario predisporre un’ispezione visiva dopo la stampa della pasta saldante. Fino ad ora, l’ispezione della stampa della pasta saldante viene effettuata attraverso i seguenti metodi:
a. Ispezione della pasta saldante in linea o fuori linea, che visualizza principalmente sul monitor le configurazioni 3D della pasta saldante stampata sui pad, in modo che i difetti possano essere individuati in termini di spessore, volume, spostamento, vuoti, eccesso o insufficienza di pasta saldante.
b. Lente d'ingrandimento.
c. Ispettore CCD. Visualizza immagini ingrandite sul monitor in modo che gli operatori siano consapevoli della qualità di stampa.

• Dopo il montaggio del chip

I PCB parzialmente assemblati vengono sottoposti a ispezione visiva dopo il montaggio dei chip e prima della saldatura a rifusione, facendo sì che i difetti di montaggio vengano individuati in una fase precoce. Di conseguenza, è possibile evitare prodotti difettosi in grandi volumi e i costi di manutenzione e rilavorazione saranno drasticamente ridotti. Questa fase si basa sui seguenti dispositivi di ispezione visiva:
a. AOI prima del forno di rifusione. Questo aiuta a far emergere i difetti, inclusi componenti mancanti, spostamento, polarità e orientamento.
b. Lente d'ingrandimento.
c. Ispettore CCD.

• Dopo la saldatura a rifusione

L’ispezione dopo la saldatura a rifusione condivide gli stessi dispositivi di ispezione visiva utilizzati prima del forno di rifusione, principalmente AOI, lente d’ingrandimento e CCD.

Oltre alle stazioni sopra menzionate che richiedono un’ispezione visiva, molte altre stazioni necessitano anch’esse di ispezione visiva, come la stazione di manutenzione, l’ispezione del codice a barre e le stazioni per l’ispezione di componenti speciali, inclusi BGA, circuiti integrati, connettori ecc.

Confronto tra ispezione visiva e ispezione manuale

L'industria della produzione elettronica ha considerato l'ispezione a occhio nudo come un metodo di ispezione tradizionale, chiamato anche ispezione manuale. La tabella seguente indica il confronto tra l'ispezione visiva e l'ispezione manuale.

La moderna produzione di dispositivi elettronici ha evidenziato l’importanza essenziale dell’ispezione visiva per una piena considerazione del controllo di qualità. L’ispezione visiva con l’impiego di dispositivi è utile per individuare i difetti di produzione in una fase precoce, in modo da poter aumentare il tasso di resa conforme.

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Comprendiamo perfettamente che i circuiti stampati sono il cuore di quasi tutta l’elettronica, ed è per questo che applichiamo molteplici metodi di ispezione PCB durante l’intero processo di produzione e assemblaggio. I nostri metodi di collaudo più comuni includono Test Elettrico, AOI, AXI, Test a Sonda Mobile. Offriamo anche opzioni di test personalizzate in base alle specifiche esigenze dei nostri clienti. Potetecontattaciper discutere le vostre precise esigenze di collaudo PCB.

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