Aplicación, avances y retos de la IA en la inspección de fabricación SMT.

En los últimos años, el sector de la fabricación de productos electrónicos ha experimentado profundos cambios, con la rápida aparición de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático. Estas tecnologías de vanguardia han impulsado la automatización, optimizado el control de calidad y proporcionado datos y conocimientos valiosos en la fabricación con tecnología de montaje en superficie (SMT) del ensamblaje de placas de circuitos impresos (PCBA). La integración de la IA en la fabricación de productos electrónicos supone un cambio de los métodos tradicionales a enfoques más inteligentes y adaptables. Por otro lado, la fusión de IA y AOI presenta una oportunidad transformadora. Superando retos, la industria SMT ha adoptado soluciones de IA impulsadas por los avances en hardware, visión artificial y algoritmos de IA. Estos avances han reforzado las estructuras mecánicas y reducido los falsos positivos. En sectores con elevados requisitos de fiabilidad, como el automovilístico y el aeroespacial, la IA resuelve las deficiencias de la inspección automatizada al tiempo que satisface las demandas de producción y mejora continuamente los procesos. Casualmente, todas las máquinas pick and place y las máquinas de rayos X de Nectec han implementado las funciones informáticas en tiempo real de la IA para ayudar mejor a la precisión y velocidad del montaje de componentes de chips. Curiosamente, lo que convierte a la IA en una parte indispensable del proceso de fabricación SMT. Hay cinco puntos que merece la pena mencionar.

En primer lugar, la ayuda a la automatización de la IA. Al principio, la programación de AOI implicaba que los ingenieros configurasen manualmente cientos de parámetros de inspección basados en datos CAD de PCB. Este proceso complejo y tedioso puede llevar hasta 10 horas por cada nuevo diseño. Las soluciones de programación de IA han transformado este proceso al generar automáticamente programas AOI completos en cuestión de minutos y sin intervención humana. Estas herramientas de programación automatizada funcionan analizando los archivos de diseño de PCB, la lista de materiales, las formas/tamaños de los componentes y proponiendo automáticamente las condiciones óptimas de inspección. Los algoritmos de visión artificial y aprendizaje profundo pueden extraer rápidamente información clave de los archivos de diseño para recomendar una programación de inspección adecuada para la PCB. Esta automatización simplifica el cambio entre placas de circuitos. 

Segundo punto, el fiable sistema de inspección de AI. Una de las ventajas más útiles de la inspección AI es su fiable sistema de detección para la inspección visual de defectos comunes y componentes de superficies complejas. Cuando se inspeccionan piezas dañadas de componentes SMT, como chips, circuitos integrados, conectores. En realidad, es difícil predecir el aspecto de las piezas dañadas. Mediante el entrenamiento con ejemplos basados en el aprendizaje humano, la IA puede aprender a identificar defectos. Actualmente, los tipos de componentes como chips SMD, LED, OSC, MLD, SOD, SOT23, RNET, CNET, circuitos integrados y conectores alcanzan altos índices de precisión. Se recomienda consultar al propietario del modelo de IA para determinar qué tipos están disponibles para activar esta función, mejorando así la precisión de la verificación y reduciendo la carga de trabajo del operador.

Tercer punto: implementación del algoritmo de inspección de IA. Los algoritmos OCV/OCR tradicionales requieren una formación aparte y su configuración consume mucho tiempo y mano de obra. El OCV/OCR se ve fácilmente afectado por las diferencias de fuentes y los caracteres que faltan, lo que da lugar a una alta tasa de falsos positivos, que a veces puede superar los 10%-20%. AI OCV/OCR ha creado y perfeccionado una biblioteca de fuentes optimizada para la precisión de los caracteres. AI OCV/OCR puede detectar fácilmente caracteres de bajo contraste, lo que resulta casi imposible con los métodos tradicionales. La presencia de defectos de bajo contraste y ruido en las imágenes plantea un reto en la inspección óptica, como los huecos en la inspección por rayos X y el adhesivo en las superficies en la inspección óptica. 

Cuarto punto, Función de clasificación inteligente implementada dentro de la IA. La IA no sólo puede detectar defectos, sino también clasificarlos de forma inteligente por tipo, gravedad y fuente de origen. Esta clasificación permite un análisis específico de la causa raíz, reduciendo la recurrencia y contribuyendo a un sistema de control de calidad más sólido. Un ejemplo de clasificación es el de los componentes nuevos con formas y tamaños variables, que suelen requerir la reprogramación del sistema de inspección. La IA aborda este reto permitiendo que el sistema de inspección se entrene rápidamente en nuevos componentes sin necesidad de reprogramación. Otra aplicación de inspección de la IA es la detección de objetos extraños. 

Por último, y es el quinto punto, la inteligencia y flexibilidad de la IA en AOI. La flexibilidad de la IA permite a los sistemas AOI manejar diversos tipos de componentes, colores y materiales de placas de circuitos sin necesidad de reprogramación. Mediante el entrenamiento en imágenes representativas que incluyen las variaciones esperadas, los algoritmos de IA aprenden a distinguir entre las variaciones aceptables del proceso y los verdaderos defectos. Esta flexibilidad es especialmente valiosa en entornos de producción de alta mezcla en los que las variaciones de producto son frecuentes. Como resultado, las estaciones de reparación de inspección post-óptica se están volviendo más inteligentes gracias a la IA; estas estaciones aprovechan ahora el potencial de la IA para tomar decisiones similares a las humanas, reduciendo la necesidad de reinspección manual, disminuyendo los costes operativos y proporcionando análisis de datos del estado de la inspección en tiempo real.

En conclusión, el poder transformador de la IA en la inspección y las fábricas inteligentes promete una eficiencia, adaptabilidad y garantía de calidad sin precedentes. Reconfigura el futuro de la innovación y la fabricación electrónica impulsada por la automatización. El impacto de la IA se extiende más allá de la inspección a todo el ecosistema de fabricación de productos electrónicos, y esperamos con impaciencia esta nueva era.