Iluminación LED para inspección de electrónica y PCB: verificación de soldadura, componentes y pistas

La inspección de electrónica y PCB es una de las aplicaciones de visión más exigentes. El tamaño de los componentes disminuye con cada generación de productos. Las soldaduras suelen ser inferiores a 0,5 mm. Además, los pads de oro, los recubrimientos de estaño y la pasta de soldadura reflejan la luz de manera diferente. Por lo tanto, un enfoque que funciona para una tarea puede ser inútil para otra en la misma placa.

El ingeniero debe tratar la inspección de PCB como un problema de múltiples tareas. Diferentes tareas necesitan diferentes geometrías, a menudo en la misma línea. Por lo tanto, comprender la óptica de cada objetivo es el punto de partida. Esta página asocia cada tarea con la técnica adecuada y enumera los iluminadores RODER Vision correspondientes.

El desafío de la PCB: miniaturización y superficies reflectantes

Una PCB moderna agrupa muchos tipos de superficies en un área pequeña. El FR4 desnudo, la máscara de soldadura, la pasta, las soldaduras, las pistas de cobre, los pads de oro y los marcados pueden encontrarse en unos pocos centímetros cuadrados. Cada material tiene una reflectancia y textura diferentes. En consecuencia, cada uno responde de manera diferente a la luz directa, difusa, coaxial y de campo oscuro.

La miniaturización dificulta esto aún más. A medida que los encapsulados se reducen de QFP a BGA y a CSP, aumenta la demanda de resolución. Una mayor ampliación proporciona un campo de visión más pequeño. Por lo tanto, la luz debe mantener la intensidad y la uniformidad en un área más pequeña. Al mismo tiempo, debe mantener la geometría correcta para la tarea.

Inspección de soldaduras: coaxial y campo oscuro

La inspección de soldaduras es la tarea SMT más crítica. El objetivo es detectar soldadura insuficiente o excesiva, puentes, soldaduras frías y el efecto tumba. Cada defecto tiene una forma tridimensional diferente. Por lo tanto, cada uno tiene una firma óptica distinta.

Iluminación coaxial para superficies de soldadura planas

Una unión correcta en un pad plano tiene una superficie superior similar a un espejo. La luz coaxial viaja a lo largo del eje de la cámara. Por lo tanto, devuelve un reflejo brillante y uniforme de esa superficie plana. Una soldadura defectuosa es rugosa o está inclinada, por lo que refleja menos luz. Como resultado, aparece más oscura. Esta diferencia de brillo es la base de la inspección coaxial de soldadura.

La luz coaxial también se adapta a los pads de oro antes de soldar. La superficie de oro es altamente especular, por lo que aparece uniformemente brillante. Sin embargo, la contaminación, la oxidación o los daños interrumpen el reflejo. Por lo tanto, el defecto aparece como una región más oscura. Esto permite la inspección del pad antes del reflujo, así como la verificación de la soldadura.

Iluminación de campo oscuro para defectos de soldadura

La luz de campo oscuro de bajo ángulo se adapta a los defectos de soldadura elevados. Bajo incidencia rasante, la máscara plana y los pads aparecen oscuros. Sin embargo, las características elevadas dispersan la luz y aparecen brillantes. Los puentes, las bolas de soldadura y los terminales levantados son ejemplos típicos. Por lo tanto, los pequeños defectos se vuelven visibles incluso a una fracción de milímetro de altura.

Verificación de la colocación de componentes: retroiluminación e iluminación anular

La verificación de la colocación comprueba la presencia, la orientación y la tolerancia de posición. Diferentes componentes necesitan luces diferentes. Por lo tanto, la elección depende del tipo de encapsulado.

Retroiluminación para contornos de componentes con terminales

Los encapsulados through-hole con terminales y los SMT grandes muestran contornos de terminales visibles. Para estos, la retroiluminación proporciona el mayor contraste para la posición y flexión del terminal. Los terminales aparecen como siluetas oscuras contra el campo claro. Por lo tanto, la coplanaridad, el espaciado de terminales y los terminales faltantes se pueden medir con precisión subpíxel.

Iluminación anular para presencia y polaridad

La iluminación anular proporciona una iluminación frontal uniforme desde arriba de la placa. Por lo tanto, es adecuada para comprobaciones de presencia y polaridad de componentes. También lee marcas en la parte superior plana de los encapsulados. Un ángulo poco profundo añade contraste para los bordes del cuerpo y los indicadores de polaridad.

Inspección de pistas y vías en placas desnudas

La inspección de placas desnudas comprueba el cobre antes del montaje. Verifica la continuidad de pistas, el ancho, el espaciado y la presencia de vías. El objetivo es el patrón de cobre en la máscara de soldadura. Por lo tanto, la luz coaxial funciona bien, proporcionando un contraste uniforme en el cobre reflectante.

Inspección de vías

Bajo luz coaxial, las vías aparecen como círculos oscuros contra el cobre brillante o la máscara. Por lo tanto, el diámetro, el espaciado y el estado de llenado son medibles. Una vía sin llenar que debería estar chapada se ve diferente de una llena. Para placas delgadas, la retroiluminación también puede transmitir luz para la inspección de vías.

Marcado de CI y lectura de serialización

La verificación de marcas y la lectura de códigos son tareas comunes en electrónica. La marca está grabada con láser o impresa con tinta en un cuerpo de plástico o cerámica. El contraste depende del tipo de marcado, el color del encapsulado y la luz. Por lo tanto, se elige una luz directa o de bajo ángulo para maximizarlo. Para marcas láser, la luz de bajo ángulo aumenta el contraste del relieve.

Manejo de superficies de oro y estaño sin deslumbramiento

Los conectores de oro, los terminales de estaño y la soldadura fundida son muy especulares. Bajo luz frontal directa, crean puntos calientes intensos. Estos saturan el sensor y ocultan las características. Por lo tanto, se utilizan tres enfoques para gestionarlos.

El primero es la luz coaxial. Utiliza la reflexión especular de forma constructiva a lo largo del eje de la cámara. Por lo tanto, las características planas y perpendiculares aparecen brillantes, mientras que las inclinadas aparecen oscuras.

El segundo es la iluminación de cúpula o flat dome. Llena el hemisferio de ángulos, por lo que las reflexiones se dispersan por el interior de la cúpula. En consecuencia, elimina los puntos calientes, a costa de cierto contraste de las características.

El tercero es la polarización. Un polarizador en la luz y un analizador de polarización cruzada en el objetivo bloquean el deslumbramiento especular. Por lo tanto, solo pasa la luz dispersada difusamente. Como resultado, el reflejo del oro y el estaño desaparece, revelando las características ocultas.

Familias de iluminadores RODER Vision para inspección de PCB

Las familias a continuación abordan las necesidades comunes de inspección de PCB. Cada una ofrece una alta uniformidad, una emisión estable y soporte estroboscópico. Por lo tanto, la elección correcta depende de la tarea y la superficie.

La elección correcta depende de la tarea. Para soldaduras y pads, destaca la luz coaxial o la iluminación anular DC6. El deslumbramiento por oro y estaño requiere en su lugar la cúpula FD2 o la polarización. Las pistas y las vías se adaptan a la matriz DL6, que proporciona un fuerte contraste. Los contornos de terminales favorecen el retroiluminador BL3, que es ideal. En todos los casos, RODER Vision proporciona soporte de ingeniería para la geometría y la longitud de onda. Por lo tanto, defina primero el objetivo, la superficie y el defecto, y luego elija la luz correspondiente.

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