Desafios que os fabricantes enfrentam com a inspeção de PCB

O ritmo de desenvolvimento cada vez maior e a diversidade de aparelhos eletrônicos significam desafios crescentes de produção na montagem de placas de circuito impresso (PCBA), um processo complexo que envolve vários fornecedores de componentes, máquinas de montagem sofisticadas e mão de obra manual. Além disso, a miniaturização e a crescente complexidade das placas de circuito impresso (PCBs) e o trabalho de montagem derivado aumentam a complexidade desta fase. Isso torna a garantia de qualidade (QA) do PCBA uma etapa inestimável, porém desafiadora, do processo de fabricação.

Neste artigo, Ofer Nir, vice-presidente de produtos e marketing da Inspekto, especialista em inspeção visual autônoma, explora os desafios enfrentados nas inspeções de PCB.

Citando Leonardo da Vinci: “Os detalhes fazem a perfeição, e a perfeição não é um detalhe”. Isto é certamente verdade para a fabricação e inspeção de qualidade de PCBs, a unidade básica de montagem de qualquer dispositivo eletrônico, onde um ligeiro desvio na montagem pode produzir um problema significativo de desempenho no produto final.

A crescente demanda por eletrônicos de consumo e dispositivos inteligentes conectados na indústria 4.0 está levando a um crescimento considerável no mercado global de PCBs, que deverá atingir US$ 86,17 bilhões até 2026. O mercado também se tornou mais exigente, exigindo placas com maior exatidão e precisão durante o processo de fabricação.

A qualidade e a confiabilidade do PCBA impactam diretamente a eficiência e o custo de produção, bem como a funcionalidade e a confiabilidade dos dispositivos finais. No sector altamente competitivo da electrónica de consumo, as margens de produção são fundamentais para a sobrevivência; qualquer variação na eficiência e no custo da produção tem implicações significativas para os fabricantes. A confiabilidade e o desempenho são especialmente importantes em setores críticos para a segurança, como aeroespacial, automotivo, defesa e tecnologia médica. Por exemplo, os PCB são um componente chave na produção de implantes cocleares, pacemakers e equipamento de imagiologia médica – onde a precisão pode ser uma questão de vida ou morte.

Nas últimas décadas, os fabricantes de PCB também se esforçaram para produzir placas menores e cada vez mais complexas. A colocação de componentes menores em maior densidade torna os processos de projeto, fabricação e montagem ainda mais desafiadores. Por estas razões, a garantia de qualidade (QA) é essencial para garantir que a transição do design da PCB para a fabricação seja livre de erros.

Necessidade de confiabilidade e agilidade na inspeção

Devido à alta complexidade dos PCBs modernos, que incorporam um grande número de elementos dificilmente visíveis, a inspeção manual não é um método de controle de qualidade confiável nem escalável. Defeitos em pequenos subcomponentes são difíceis de detectar e podem tornar-se quase impossíveis de detectar após um turno de oito horas. Além disso, mesmo que os inspetores consigam manter o seu foco inalterado durante todo o turno, a quantidade de tempo necessária para examinar um PCB torna este método inviável.

Por estas razões, a inspeção de qualidade visual automatizada tem sido procurada há muito tempo para inspecionar PCBs. As soluções de visão mecânica (MV) mitigaram os principais desafios dos inspetores humanos: elas são precisas, não se cansam e analisam grandes quantidades de pequenos detalhes. MV parece ideal para detectar defeitos comuns, como erros de solda, placa empenada, erros de acabamento superficial e muito mais.

No entanto, as soluções tradicionais de MT lutam para atender às necessidades dos fabricantes de PCB de um controle de qualidade flexível, porém preciso. Estas soluções convencionais geralmente envolvem o comissionamento, desenho e integração de um projeto customizado que conta com os serviços constantes de um integrador de sistemas ou especialista em MT. Todo o processo pode ser caro e demorado, e a solução final será adequada para inspecionar apenas um tipo específico de PCB. Na melhor das hipóteses, essas soluções podem ser adequadas para linhas de montagem rígidas e altamente projetadas com grandes lotes de produção.

Além disso, outro atributo comum das linhas PCBA é a constante mudança do módulo montado. Na atual realidade da cadeia de abastecimento global, os fornecedores de componentes mudam constantemente, mudando também inevitavelmente a aparência do PCBA.