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A função da inspeção óptica no suprimento da demanda da indústria eletrônica atual

Byoutubro 16, 2019Artigos

Os sistemas automatizados confiáveis para propagação de PCBs são uma visão comum nas linhas de montagens atuais. Com isso em mente, em que extensão os processos manuais são implementados na produção de PCBs, na atual indústria eletrônica de grande demanda?

O desenvolvimento de rotinas de inspeção automatizada ocorreu em partes pelas mudanças no processo de fabricação de eletrônicos.

Primeiramente, a mudança de componentes através de furo para componentes com montagem na superfície significou que os testes tradicionais em circuito não precisavam mais de conectividade eletrônica para fornecer altos níveis de cobertura contra falhas. Isso foi ainda mais acelerado pelo uso de dispositivos geométricos menores, o que forçou a necessidade de uma solução automatizada de contagem de alta conexão.

Os sistemas de inspeção de PCB possuem vários modos: inspeção óptica automatizada [AOI]; inspeção de raio-x automatizada [AXI]; inspeção de infravermelho automatizada; inspeção óptica manual e de vídeo manual – posicionado nas etapas de pós-colagem, pós-colocação, pós-soldagem e finalização dos produtos.

Com todos os desenvolvimentos tecnológicos de soluções de inspeção automatizada, há a permanência da confiança fundamental da intervenção humana para programar e treinar o sistema de inspeção automatizada a fim de obter o nível de cobertura contra falhas necessário para um produto específico.

Um processo de inspeção manual de alta qualidade é fundamental na geração e estabilização de programas de inspeção automatizada. Isso é particularmente importante quando várias placas são montadas e testadas.

Uso de inspeção manual na indústria atual

A inspeção óptica é frequentemente usada por engenheiros de desenvolvimento e pesquisa, especialmente quando os protótipos das placas são inspecionados quanto a precisão e design para adequação. Nesse ponto, as rotinas automatizadas não foram programadas e, não possuindo histórico de defeito, os procedimentos de qualidade dependem da experiência dos engenheiros e da precisão das ferramentas, que permite a inspeção manual das placas.

Geralmente haverá inspeções rápidas e aleatórios em relação à qualidade de soldagem da produção nos sistemas de inspeção automatizada. Isso será implementado para obter procedimentos rígidos de qualidade, garantindo que as placas sejam inspecionadas consistentemente pelos sistemas automatizados.

Tendo sempre em mente o equilíbrio de custos e qualidade, novos componentes são frequentemente obtidos por meio de fornecedores, e há uma busca por nossos fornecedores para o fornecimento de componentes novos e aprimorados. Quando isso ocorre, é fundamental que esses componentes sejam verificados quanto a qualidade, e isso somente pode ser obtido por meio de inspeção, quando a inspeção manual é preferencial.

Quando placas personalizadas são projetadas e fabricadas, a inspeção óptica é uma solução ideal, na qual não é necessário grande investimento em inspeção automatizada.

Os sistemas de inspeção manuais possuem vários modos. Abrangendo desde ampliadores de bancada simples a câmeras de vídeo de alta resolução, o microscópio estéreo simples se tornou o suporte principal das soluções de inspeção manual e, embora, a resolução dos sistemas de vídeo tenha aumentado muito ao longo da década, somente é possível exibir imagens 2D para o operador.

No entanto, o design do microscópio exige que os operadores se sentem em uma posição desconfortável por períodos prolongados, o que pode resultar em fadiga, ocasionando riscos de erros.

Inspeção óptica manual e ergonômica

Quando é necessária inspeção óptica manual, um alto nível de ergonomia é fundamental para aumentar o conforto dos operadores, minimizando a fadiga associada à postura incorreta, otimizando, assim, a produtividade e a precisão.

Tradicionalmente, os microscópios ópticos possuem duas lentes, parecem com um microscópio e agem como um. A combinação resultante de um operador humano com um microscópio fornece uma solução potente e altamente flexível para qualquer operação de fabricação de eletrônicos, porém, para muitos ainda há o problema da fadiga dos operadores, cujos erros proporcionam obstáculos diários.

Tecnologia de microscópio sem lente

A tecnologia óptica patenteada da Vision Engineering foi projetada para enfrentar o problema fundamental dos microscópios tradicionais, ou seja, a imagem pequena que sai das lentes do microscópio.

Com os microscópios com lente, o tamanho da imagem que sai da lente (a pupila de saída) tem cerca de 3 mm de diâmetro. Isso significa que o operador deve alinhar precisamente seus olhos com as lentes. Caso contrário, um pequeno movimento da cabeça resultará na perda da imagem.

O resultado é o operador em uma posição desconfortável e fixa. A tecnologia sem lente aumenta a imagem que sai das lentes do microscópio.

A gama de microscópios de inspeção estéreo patenteados da Vision Engineering utiliza uma tecnologia para otimizar a ergonomia, o cabeçote de visualização Dynascope™sofisticado, usado no Lynx, um microscópio de zoom estéreo avançado, bem como o conjunto de microscópios de medição óptica da Vision Engineering.

A tecnologia óptica patenteada Dynascope™, usada nos sistemas Lynx, utiliza um superfície de disco multi-lenticular (múltiplas lentes) com diâmetro de 148 mm, que possui mais de 3,5 milhões de lentículas individuais (lentes), cada uma medindo apenas 70 micra.

O disco Dynascope™ gira a 3.400 rpm para mesclar os vários raios ópticos individuais em uma imagem estéreo suave e expandida com grande profundidade de foco e um amplo campo de visão.

Em uso, o disco multi-lenticular serve para expandir a pupila intrínseca do sistema. A imagem resultante é refletida através de uma lente de campo nos olhos do operador, e a imagem de alta resolução é projetada em uma grande área de visualização para obtenção de máximo conforto de visualização.

Redução de fadiga e tensão nos olhos

À medida que os operadores frequentemente alternam suas visualizações da imagem ampliada do objeto para o objeto real (especialmente durante o retrabalho ou ao manipular as peças), a longa distância até a imagem ampliada aparente elimina a necessidade ajustar o foco dos olhos todas as vezes.

De fato, a imagem ampliada possui quase a mesma distância dos olhos do operador que a amostra real, uma vantagem tangível na redução da fadiga e tensão dos olhos.

Além disso, usar um visualizados em vez de lentes permite mais liberdade de movimento para a cabeça e uma postura correta do operador, permitindo, também, o uso de óculos.

Os operadores que precisam de óculos de leitura os tiram para usar o microscópio, precisando, então, corrigir o foco a uma distância diferente, o que ocasiona rapidamente fadiga nos olhos. Para os operadores com astigmatismo é ainda pior: retirar os óculos prejudica imediatamente sua visão.

As vantagens ergonômicas significativas contribuem para maiores taxas de produção e menos descartes, pois o operador consegue trabalhar por mais tempo sem sentir fadiga e tensão nos olhos.

Visualização ergonômica ainda melhor de PCBs

A Vision Engineering Limited está lançando um microscópio estéreo de LED Lynx atualizado com visualizados direto e oblíquo. Agora utilizando iluminação de LED e um visualizador direto e oblíquo, o Lynx fornece uma visão completa em 360º do PCB para uma inspeção com ângulo de 34º de juntas de soldagem e alinhamento de discos, o que pode ser, normalmente, difícil de obter com métodos usuais de inspeção estéreo.

Lynx é amplamente usado na indústria eletrônica, fornecendo excelente desempenho ergonômico e claridade ideal com óptica superior.

Além disso, o Lynx agora beneficia-se de iluminação de LED, projetando uma iluminação mais duradoura, branca e brilhante no PCB. Os custos de consumíveis também foram bastante reduzidos com uma diminuição de mais de 80% e vida útil da lâmpada de mais de 10.000 horas. Os LEDs atenuantes permitem que todas as aplicações se beneficiem de intensidade precisa de iluminação.

A iluminação de LED agora pode ser usada juntamente com o impressionante visualizador oblíquo e direto.

Acoplado com o visualizador direto alternável e possuindo benefícios da visualização estéreo oferecida pelo Lynx, os recursos de superfície podem ser facilmente inspecionados em três dimensões sem movimentar a peça de trabalho. Ele é ideal para inspeção de condutores de dispositivo, PCB via orifícios, conectores, juntas de soldagem, solda esférica em SMT, TAB e dispositivos de matriz de grade de esferas, bem como características de aumento da lâmina de precisão.

Essa tecnologia é usada em paralelo em processos automatizados, aumentando a qualidade dos PCBs. A inspeção manual é muito importante nos sistemas automatizados ou quando os sistemas automatizados não possuem uma opção econômica e, como a tecnologia está em mudança constante e os componentes estão em desenvolvimento, a inspeção óptica fornece uma visualização ampliada para os engenheiros, de modo que eles podem aplicar sua experiência e conhecimento em imperfeições e cenários individuais de casos.

Celebrando seu aniversário de 50 anos, a tecnologia óptica patenteada da Vision Engineering leva o microscópio estéreo ao século XXI, rompendo as barreiras dos microscópios tradicionais e desconfortáveis.

O desenvolvimento mais recente da tecnologia sem lente patenteada da Vision Engineering não apenas elimina a necessidade de lentes restritivas de um microscópio convencional, mas também fornece ao usuário a capacidade de ver muitos detalhes com conforto total.

O programa de desenvolvimento e pesquisa contínuo da Vision Engineering foi estabelecido para proporcionar mais prêmios e produtos inovadores.