目視検査は、電子機器製造におけるコスト削減と信頼性向上への近道

電子製品は、民生用電子機器、通信電子機器、産業用制御電子機器、軍事および航空宇宙用電子機器などに広く応用されており、これらはいずれも人々の生活のあらゆる分野で重要な役割を果たしているだけでなく、その一部は人命にも関わっている。電子製品は上記のようにいくつかのカテゴリーに分類できるものの、本質的には同じ製造プロセスを共有している。基本的に言えば、電子機器の製造は主に4つの要素から構成される。すなわち、電子部品、PWB（プリント配線板）、SMT（表面実装技術）および AI（自動挿入）技術、そして組立である。電子部品はまず、SMT および／または AI 技術を用いて PWB に実装され、その後、複数の電子ユニットが組み合わされて最終製品が作られる。

本稿で言及されている、いわゆる「外観検査」とは、画像取得装置などの視覚検査装置を用いた製造検査を指すものであることを明確にしておく必要があります。画像の拡大、文字の抽出、あるいは画像処理を通じて、実際の製品と入力データを比較し、製品品質を保証します。現在までのところ、代表的な外観検査装置には、顕微鏡、ビデオ拡大鏡、はんだペースト検査装置などが含まれます。AOI（自動光学検査装置）などが挙げられる。ただし、肉眼による目視検査は除外される。

電子機器製造における目視検査の必要性

技術の段階的な発展により、電子製造技術は絶え間なく向上している。その結果、電子製品は小型化の傾向を示し、高密度化がますます顕著になっている。さらに、部品の小型化が進み、PCB（プリント基板）はますます高い密度の配線接続を受け入れなければならないため、実装密度は大幅に上昇し、それに伴い製品品質への要求も一段と高くなっている。したがって、電子製造プロセスにおける製品品質の検査は、決して軽視できないものである。

現代電子機器の潜在的なトレンドとは別に、目視検査装置を用いた外観検査は、従来の肉眼による検査よりも多くの利点を示しています。
・肉眼での検査は疲れやすく、効率が低いです。
・肉眼では小型化された部品の検査要件を満たすことができない。
・目視検査は作業員の視力に悪影響を及ぼし、正確な検査結果を得ることが難しいです。

それにもかかわらず、画像検査装置に依存することで、検査効率の向上とともに労働強度は大幅に低減される。現在までに、画像検査装置を用いた外観検査は、電子機器製造のあらゆる工程で広く適用されている。

部品品質管理における目視検査の適用

コンポーネント製造においては、シルク印刷、ラインループ抵抗、インダクタンス、極性および方向性の検査に有効であることから、長年にわたり目視検査が非常に重要視されてきました。上記のすべての項目は作業者が肉眼で検査しており、主観性が高くなりやすく、また作業者は疲労しやすいという問題があります。その結果、コンポーネントの品質における精度と信頼性を確保することが困難になります。検査前に検査装置によって画像を拡大することで、欠陥がより明確になり、作業者の疲労も軽減されます。

PCB品質管理における目視検査の適用

最も単純化されたバージョンでさえPCB製造プロセス少なくともまだ10個の手順が含まれています。

PCBの品質管理検査においては、異物、銅露出、傷、めっき不良、シルク印刷ミス、はんだペーストおよびパッドの不均一、残銅、画像不良といった検査項目に最も注意を払う必要があります。これらの欠陥は肉眼ではほとんど確認できません。現在、PCB品質管理のための目視検査方法または装置には次のようなものがあります。
・ブランク基板検査用AOI装置・ベアPCB基板向けのAOIの検査範囲には、短絡、断線、残銅、欠落などが含まれます。
・虫眼鏡・拡大鏡は、PCB 表面に露出している欠陥のみを検査することができます。この方法が現代の電子機器製造で活用されることはほとんどありません。
・目視検査肉眼検査は昔ながらの検査方法ですが、品質管理の継続的な向上やPCB設計の高密度化に対応できることはほとんどありません。その結果、肉眼検査の信頼性と安定性を確保することは困難です。
・肉眼検査とAOIを組み合わせた光学映像表示システムこのシステムは、検査を容易にするためにPCB画像を拡大してモニターに表示します。

SMT/AI技術における外観検査の応用

SMT は現在、電子機器製造において最も普及している実装技術です。プリント基板組立工程SMT の適用に伴う主な工程には、はんだペースト印刷、実装、リフローはんだ付け、洗浄、検査およびリワークが含まれる。製造の全工程で使用される検査装置には、拡大鏡、顕微鏡、ICT（インサーキットテスト）、フライングプローブテスト、AOI、AXI、および機能検査が含まれ、そのうち拡大鏡、顕微鏡、AOI、AXI は目視検査の範囲に属する。

SMT組立工程中において、外観検査は、異なるステーションに配置することで、検査結果および検査対象が異なる原因となります。

・はんだペースト印刷後

はんだペースト印刷はSMT実装の最初の工程であり、その品質は最終製品の品質を直接左右します。したがって、はんだペースト印刷後に外観検査を行うことは非常に必要です。現在までのところ、はんだペースト印刷検査は次の方法によって実施されています。
a. オンラインまたはオフラインのはんだペースト検査であり、主にパッド上に印刷されたはんだペーストの3D形状をモニターに表示し、厚さ、体積、ずれ、空隙、過剰または不足したはんだペーストといった欠陥を明らかにする。
b. 虫眼鏡。
c. CCDインスペクター。モニターに拡大画像を表示し、オペレーターが印刷品質を把握できるようにします。

・チップ実装後

リフローはんだ付けの前、チップ実装後の部分組立て済みPCBは外観検査を受けるため、実装不良が早期に発見されます。その結果、大量の不良品を防止でき、保守およびリワークのコストも大幅に削減されます。この工程は、次の外観検査装置に依存しています。
a. リフロー炉前のAOI。これにより、部品の欠品、ずれ、極性および方向などの不良を顕在化させることができます。
b. 虫眼鏡。
c. CCD検査員。

・リフローはんだ付け後

リフローはんだ付け後の検査は、リフロー炉前と同様の外観検査装置（主にAOI、拡大鏡およびCCD）を共用している。

上記で言及した目視検査が必要なステーション以外にも、保守ステーション、バーコード検査、および BGA、IC、コネクタなどの特殊部品検査用ステーションなど、多くのステーションで目視検査が必要となります。

目視検査と手動検査の比較

エレクトロニクス製造業では、従来の検査方法として肉眼検査が用いられており、手動検査とも呼ばれます。下表は、目視検査と手動検査の比較を示しています。

現代の電子機器製造においては、品質管理を総合的に考慮するうえで、目視検査が極めて重要な役割を果たしている。装置を用いた目視検査は、製造上の欠陥を早期段階で明らかにするのに有効であり、その結果として量産時の合格率を向上させることができる。

PCBCartは、お客様のPCBの品質と性能を保証するために、複数の種類の検査を実施しています

私たちは、プリント基板がほぼすべての電子機器の中核であることを十分に理解しているため、PCB の製造および実装プロセス全体を通して、複数の PCB 検査方法を導入しています。一般的に使用している試験方法には、電気検査、AOI、AXI、フライングプローブテストなどがあります。また、お客様の特定の要件に基づいたカスタム試験オプションも提供しています。あなたはお問い合わせお客様の具体的なPCBテストのご要望についてご相談ください。

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