Elettronica e PCB

La produzione elettronica richiede il controllo visivo più preciso di qualsiasi altro settore. Le schede presentano dettagli minuscoli, giunti di saldatura riflettenti e una disposizione dei componenti molto fitta. Inoltre, su una stessa superficie si mescolano materiali come serigrafie opache, metallo lucido e plastica scura. Per questo, una singola configurazione di illuminazione raramente basta a risolvere tutte le esigenze. Questa sezione dedicata al settore illustra le sfide di ispezione nella produzione di componenti elettronici e circuiti stampati. Inoltre, collega ogni Nota Applicativa alla tecnica consigliata e ai prodotti Roder Vision più adatti.

Perché l’ispezione dei componenti elettronici è così impegnativa

La prima difficoltà è la scala. Componenti come i chip 01005 e i terminali a passo fine sono estremamente piccoli. Di conseguenza, il sistema funziona ad alto ingrandimento con una Profondità di Campo ridotta. Per questo motivo, un’illuminazione uniforme e brillante è fondamentale per ottenere immagini nitide.

La riflettività è la seconda difficoltà. I giunti saldati si comportano come specchi curvi, quindi la luce diretta produce riflessi fastidiosi. Al contrario, una cupola diffusa avvolge il giunto con una luce uniforme e ne rivela la vera forma. Per questo motivo, le geometrie diffuse sono fondamentali nell’ispezione delle saldature.

Il contrasto è la terza difficoltà. I segni stampati sui circuiti integrati neri non offrono quasi nessun contrasto naturale. Però, una luce ad angolo basso o direzionale fa risaltare il rilievo dei caratteri incisi al laser. Inoltre, la giusta Lunghezza d’Onda può far risaltare un elemento dallo sfondo.

La varietà dei materiali rappresenta la quarta difficoltà. Una singola scheda combina una maschera di saldatura opaca, pad lucidi, plastica scura e terminali chiari. Poiché ogni materiale riflette la luce in modo diverso, raramente una singola fonte di illuminazione è in grado di soddisfare tutte le aree. Di conseguenza, gli integratori spesso combinano diverse geometrie o acquisiscono diverse immagini con illuminazioni diverse. Di conseguenza, l’acquisizione multi-shot è diventata una pratica comune nell’ispezione dei componenti elettronici.

I principali compiti di ispezione

Questo settore raggruppa diverse attività ricorrenti. Innanzitutto, il posizionamento dei componenti verifica la presenza, la posizione, la polarità e l’orientamento prima della fase di rifusione. Successivamente, l’ispezione dei giunti di saldatura controlla la forma del filetto, la formazione di ponti, la mancanza di stagno e il fenomeno del “tombstoning”. Inoltre, la verifica delle piste individua interruzioni, cortocircuiti e difetti di incisione sulle schede nude.

Anche il controllo della marcatura è altrettanto importante. In questa fase, l’OCR e l’OCV (Verifica Ottica dei Caratteri) verificano i codici dei componenti, i codici data e i loghi sui circuiti integrati. Inoltre, il controllo dei connettori e dei pin verifica la complanarità e la presenza di pin piegati prima dell’assemblaggio. Infine, i controlli sul rivestimento protettivo confermano che la copertura sia completa e priva di difetti sotto un’illuminazione adeguata.

Tecniche di illuminazione consigliate

Ogni operazione corrisponde a una geometria specifica. Per i giunti saldati e i componenti lucidi, l’illuminazione a cupola e quella diffusa attenuano i riflessi e mettono in risalto la forma dei raccordi. Sulle schede piatte e per la Lettura Codici, una Luce ad Anello garantisce un contrasto uniforme e indipendente dall’orientamento. Per evidenziare i segni incisi e la complanarità, l’illuminazione a basso angolo e in campo oscuro esaltano il rilievo della superficie.

La Lunghezza d’Onda aggiunge un ulteriore grado di libertà. Ad esempio, la luce rossa aumenta il contrasto sulla maschera di saldatura verde, perché la maschera la assorbe fortemente. Al contrario, la luce blu o bianca aiuta a mettere in risalto i metalli chiari e la serigrafia. Inoltre, l’illuminazione RGB o multi-shot permette di distinguere gli elementi contrassegnati da codici colore in un’unica stazione.

Anche la temporizzazione è importante sulle linee veloci. Dato che le macchine “pick-and-place” si muovono rapidamente, la luce funziona spesso in modalità stroboscopica o a impulsi. Di conseguenza, congela il movimento e mantiene nitidi i dettagli più piccoli. Inoltre, un driver di corrente stabile impedisce la variazione di luminosità tra le schede.

L’illuminazione coassiale merita una menzione speciale. Quando i pad o i lead frame sono piatti e lucidi come uno specchio, la luce in asse ritorna direttamente alla telecamera. Di conseguenza, le aree piatte appaiono luminose mentre i difetti risultano scuri. Inoltre, questo approccio permette di leggere i codici Data Matrix incisi su metalli lucidi. Di conseguenza, la geometria coassiale integra quella a cupola per le superfici elettroniche speculari.

Illuminatori VISIOTRONIX consigliati

Quattro serie di illuminatori coprono la maggior parte delle attività di ispezione di elettronica e PCB. La tabella seguente collega ciascuna alla relativa pagina di prodotto e indica la funzione che svolge in linea.

	Serie	Famiglia di illuminatori	Impiego tipico
	Serie FD2	Illuminatori LED a cupola piatta	Luce diffusa che elimina i riflessi su giunti di saldatura e piazzole metallizzate
	Serie DC6	Illuminatori LED ad anello	Luce uniforme attorno all’obiettivo per verificare presenza e posizionamento dei componenti
	Serie DC2	Illuminatori LED ad anello	Luce a basso angolo che esalta il rilievo di marcature, piste e complanarità dei terminali
	Serie DL6	Illuminatori LED a pannello	Luce diretta uniforme su tutta la scheda per stazioni di ispezione generiche

La maggior parte delle operazioni nel settore elettronico utilizza una serie ridotta di famiglie di illuminatori. Per i componenti saldati e lucidi, scegli gli illuminatori LED a cupola piatta. Sulle schede piatte e per la Lettura Codici, usa gli illuminatori ad anello a LED. Per evidenziare la marcatura direzionale e la complanarità, prendi in considerazione gli illuminatori LED a barra o gli illuminatori spot a LED focalizzati.

Quando le schede sono traslucide o occorre misurare i terminali, i retroilluminatori LED forniscono una silhouette nitida. Oltre alle opzioni a catalogo, VISIOTRONIX offre supporto ingegneristico per l’integrazione OEM e geometrie personalizzate. Nella pratica, la combinazione corretta di diffusione, angolo e lunghezza d’onda trasforma una scheda densa in un’immagine chiara. Partite quindi dalla nota applicativa corrispondente alla vostra attività e seguite poi i collegamenti alle pagine di tecnologia e di prodotto.

Ispezione Ottica Automatizzata e tracciabilità

L’Ispezione Ottica Automatizzata è alla base della qualità dell’elettronica moderna. Per questo, l’illuminazione deve essere perfettamente ripetibile da una scheda all’altra. Altrimenti, anche piccole variazioni di luminosità alterano l’area di saldatura misurata. Per questo motivo, un’illuminazione a corrente stabilizzata è un requisito fondamentale.

La tracciabilità completa il quadro. Ogni scheda ha un codice che la collega ai dati di produzione. Di conseguenza, una marcatura affidabile e una Lettura Codici dipendono da una luce controllata e priva di riflessi. Di conseguenza, gli stessi principi di illuminazione valgono sia per il rilevamento dei difetti che per la completa tracciabilità. Insomma, questo hub è il punto di partenza per gli ingegneri che si occupano dell’illuminazione di schede nude, assemblaggi popolati e moduli elettronici finali.

Nota Applicativa nel settore dell’elettronica e dei circuiti stampati

Le seguenti note applicative descrivono ispezioni reali nel settore dell’elettronica. In ogni caso, la nota spiega il problema, l’illuminazione consigliata e i prodotti RODER correlati.

Domande frequenti