Qu’est-ce qu’un système d’inspection de cartes de circuits imprimés ?
Le système d’inspection de cartes de circuits imprimés est un équipement qui vérifie si les composants montés sur les cartes de circuits imprimés et autres cartes sont bons ou mauvais.
L’équipement vérifie les problèmes tels que le désalignement, la déconnexion, les courts-circuits, les fissures, les parties flottantes et la soudure des composants montés. En plus des tests fonctionnels des cartes électroniques visant à garantir leur bon fonctionnement, il existe également une inspection visuelle des cartes (inspection des cartes et inspection du montage), qui permet de vérifier si chaque composant électronique est monté dans la bonne position et sans défaut.
L’inspection de la carte électronique est connue sous le nom d’AOI (Automated Optical Inspection) et est un test fonctionnel qui garantit que si l’inspection visuelle de la carte ne pose aucun problème, la carte fonctionnera effectivement comme prévu. Des testeurs de fonctions sont utilisés pour cette inspection fonctionnelle.
Utilisations du système d’inspection des cartes de circuits imprimés
Le système d’inspection visuelle des cartes est utilisé pour vérifier les cartes montées dans divers appareils. Ils vérifient le désalignement, la déconnexion, le soulèvement des composants et les défauts de soudure des composants montés sur la carte et peuvent détecter les défauts suivants :
1. Défauts des composants
- Composants non montés
Composants non montés dans la bonne position. - Mauvais alignement des composants
Les composants ont été retirés de la pastille et montés dans la mauvaise position. - Composant flottant
Un seul côté du composant est soudé et l’autre reste debout.
2. Défauts de soudure
- Déconnexion
État dans lequel aucune soudure n’est fixée. - Court-circuit
État dans lequel il y a trop de soudure et où celle-ci adhère aux pastilles adjacentes. - Vide
Défaut causé par des bulles d’air pendant le brasage. - Défaut de mouillage
Condition dans laquelle la soudure adhère proprement mais le contact électrique est incomplet. - Boule de soudure
Morceau de soudure en forme de boule. - Pont
État dans lequel la soudure est connectée entre les broches adjacentes d’un circuit intégré. - Fissure
État dans lequel la surface de la soudure présente des fissures. - Imo-soudure
La soudure n’est pas correctement collée et la soudure est bosselée comme une pomme de terre.
Si l’inspection visuelle de la carte ne pose aucun problème, une inspection fonctionnelle est effectuée pour s’assurer que la carte fonctionne effectivement comme prévu.
L’introduction de ce type de système d’inspection visuelle des cartes est de plus en plus fréquente, car les circuits des cartes électroniques sont de plus en plus intégrés et il devient plus difficile de contrôler visuellement les petites cartes intégrées. Un autre avantage est qu’ils permettent de réduire les coûts et d’augmenter la productivité en économisant du travail et de la main-d’œuvre, et qu’ils augmentent la valeur de la qualité en réduisant l’erreur humaine.
Principe des systèmes d’inspection des cartes de circuits imprimés
1. Structure d’un système d’inspection de cartes de circuits imprimés
La configuration minimale requise pour un système d’inspection visuelle de cartes est un dispositif qui remplit à la fois la fonction de l'”œil”, c’est-à-dire qui examine l’aspect extérieur de la même manière qu’un être humain, et un dispositif qui remplit la fonction du “cerveau”, c’est-à-dire qui juge si la carte est bonne ou mauvaise. Cela permet d’effectuer des contrôles à la place de l’œil humain.
Par conséquent, un système d’inspection d’imprimés se compose d’une caméra en guise d’yeux et d’un ordinateur équipé d’un logiciel de traitement d’images en guise de cerveau.
2. Méthodes de jugement du système d’inspection de cartes de circuits imprimés
Cette section décrit la méthode de détermination des défauts de soudure, qui sont le plus souvent détectés par l’équipement d’inspection visuelle de cartes. Dans le système d’inspection visuelle des cartes, l’appréciation du caractère bon ou mauvais du brasage est basée sur le fait que la longueur de la pièce à souder dépasse la distance linéaire entre la limite de la surface de collage de la carte et la limite de la surface de collage du composant électronique en tant que seuil.
En d’autres termes, le logiciel estime que si la longueur de la pièce à souder est supérieure à la valeur seuil, la soudure constitue une bonne connexion entre la carte et le composant électronique avec une possible continuité électrique, et que si elle est inférieure à la valeur seuil, la soudure est défectueuse. Comme la valeur seuil varie en fonction de la carte électronique, par exemple de la forme du composant, toutes les données relatives au seuil doivent être introduites dans le logiciel de traitement d’images.
Ces dernières années, il est devenu possible de détecter des défauts qui ne peuvent pas être détectés uniquement avec une caméra bidimensionnelle normale, par exemple en prenant des images tridimensionnelles à l’aide de plusieurs caméras, en utilisant une caméra à rayons X pour prendre des images de transmission, ou en obtenant des données de lumière réfléchie par laser. Par exemple, l’imagerie tridimensionnelle permet de mesurer la hauteur, la surface et le volume de la zone de soudure, ce qui permet de mesurer la quantité de soudure, sa taille et la forme du congé.
Ce type d’inspection visuelle de cartes par des moyens optiques automatisés est connu sous le nom d’AOI, qui signifie “Automated Optical Inspection” (inspection optique automatisée).
Autres informations sur les systèmes d’inspection de cartes de circuits imprimés
Problèmes liés à l’inspection des cartes par l’homme
Jusqu’à présent, l’inspection des planches était effectuée par des humains. Toutefois, les contrôles humains ont parfois abouti à des critères de réussite ou d’échec différents en fonction de l’expérience et de la subjectivité de l’inspecteur. De plus, l’augmentation du nombre d’éléments à inspecter a nécessité une augmentation du personnel, ce qui a également entraîné une hausse des coûts de main-d’œuvre.
Le nombre de cartes électroniques produites à la chaîne dans les usines est énorme et les inspections visuelles ont une capacité de traitement limitée et ne peuvent pas suivre le nombre de cartes produites. Il est donc difficile d’améliorer l’efficacité de la production. C’est pourquoi des systèmes d’inspection de cartes de circuits imprimés ont été introduits pour automatiser les inspections qui étaient auparavant effectuées manuellement, améliorant ainsi l’efficacité de la production et réduisant les coûts.