Les défis auxquels les fabricants sont confrontés en matière d'inspection des PCB

Le rythme de développement toujours croissant et la diversité des appareils électroniques entraînent des défis de production croissants dans l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA), un processus complexe qui implique de nombreux fournisseurs de composants, des machines d'assemblage sophistiquées et du travail manuel. De plus, la miniaturisation et la complexité croissante des cartes de circuits imprimés (PCB) et du travail d'assemblage qui en découle ajoutent à la complexité de cette phase. Cela fait de l'assurance qualité (AQ) du PCBA une étape inestimable mais difficile du processus de fabrication.

Dans cet article, Ofer Nir, vice-président des produits et du marketing chez Inspekto, spécialiste de l'inspection visuelle autonome, explore les défis rencontrés dans les inspections de PCB.

Pour citer Léonard de Vinci : « Les détails font la perfection, et la perfection n’est pas un détail ». Cela est certainement vrai pour la fabrication et le contrôle qualité des PCB, l'unité d'assemblage de base de tout appareil électronique, où un léger écart dans l'assemblage peut entraîner un problème de performance important dans le produit final.

La demande croissante d'électronique grand public et d'appareils connectés intelligents dans l'industrie 4.0 entraîne une croissance considérable du marché mondial des PCB, qui devrait atteindre 86,17 milliards de dollars d'ici 2026. Le marché est également devenu plus exigeant, exigeant des cartes d'une plus grande exactitude et précision pendant le processus de fabrication.

La qualité et la fiabilité du PCBA ont un impact direct sur l'efficacité et le coût de production, ainsi que sur la fonctionnalité et la fiabilité des dispositifs finaux. Dans le secteur très compétitif de l’électronique grand public, les marges de production sont essentielles à la survie ; toute variation de l’efficacité et du coût de la production a des implications significatives pour les fabricants. La fiabilité et les performances sont particulièrement importantes dans les secteurs critiques pour la sécurité tels que l'aérospatiale, l'automobile, la défense et les technologies médicales. Par exemple, les PCB sont un élément clé dans la production d’implants cochléaires, de stimulateurs cardiaques et d’équipements d’imagerie médicale – où la précision pourrait être une question de vie ou de mort.

Au cours des dernières décennies, les fabricants de PCB se sont également efforcés de produire des cartes plus petites et de plus en plus complexes. Le placement à plus forte densité de composants plus petits rend les processus de conception, de fabrication et d'assemblage encore plus difficiles. Pour ces raisons, l'assurance qualité (AQ) est essentielle pour garantir que la transition de la conception des PCB à la fabrication se déroule sans erreur.

Besoin de fiabilité et d’agilité en matière d’inspection

En raison de la grande complexité des PCB modernes, qui intègrent un grand nombre d’éléments difficilement visibles, l’inspection manuelle n’est pas une méthode d’assurance qualité fiable ni évolutive. Les défauts sur de minuscules sous-composants sont difficiles à voir et peuvent devenir presque impossibles à repérer après un quart de travail de huit heures. De plus, même si les inspecteurs parviennent à maintenir leur concentration inchangée tout au long d'un quart de travail, le temps nécessaire pour examiner un PCB rend cette méthode non viable.

Pour ces raisons, l’inspection visuelle automatisée de la qualité est recherchée depuis longtemps pour inspecter les PCB. Les solutions de vision industrielle (MV) ont atténué les principaux défis des inspecteurs humains : elles sont précises, ne se fatiguent pas et analysent d'énormes quantités de petits détails. MV semble idéal pour détecter les défauts courants tels que les erreurs de soudure, une carte déformée, des erreurs de finition de surface et bien plus encore.

Cependant, les solutions MT traditionnelles ont du mal à répondre aux besoins des fabricants de PCB en matière d'assurance qualité à la fois flexible et précise. Ces solutions conventionnelles impliquent généralement la mise en service, la conception et l'intégration d'un projet personnalisé qui s'appuie sur les services constants d'un intégrateur de systèmes ou d'un expert MT. L'ensemble du processus peut être coûteux et prendre du temps, et la solution finale permettra d'inspecter uniquement un type spécifique de PCB. Au mieux, ces solutions peuvent convenir parfaitement aux chaînes d’assemblage rigides et hautement techniques avec de grands lots de production.

De plus, un autre attribut commun des lignes PCBA est le changement constant du module assemblé. Dans la réalité actuelle de la chaîne d’approvisionnement mondiale, les fournisseurs de composants changent constamment, ce qui modifie inévitablement l’apparence du PCBA.