Departamento de Computación

Las tarjetas de circuito impreso (PCB) son un medio para proporcionar soporte mecánico e interconexión eléctrica a componentes electrónicos. Éstas son fundamentales en los equipos electrónicos debido a que disminuyen los costos, reducen su peso, facilitan el mantenimiento e inspección y, en general, mejoran su calidad. Por esta razón y debido al rápido desarrollo de componentes, miniaturización y complejidad es necesario realizar una inspección y detección temprana de defectos en las tarjetas. En este documento se presenta el diseño e implementación de un sistema automático de inspección de PCB usando un sensor laser. El sistema fue realizado con la empresa SONY con sede en Tijuana México, a través de un convenio de colaboración, debido a que el equipo de inspección que utilizan actualmente para la detección de defectos en las PCB, con procesamiento de imágenes, no permite hacer una detección 100% confiable sobre su calidad y es necesario, en muchos casos, realizar una inspección visual posterior. Uno de los defectos importantes en las tarjetas son las deformaciones residuales debidas al proceso de reflujo. El sistema implementado permite detectar este tipo de deformaciones, basado en la medición de la superficie de una PCB. Su aplicación en una etapa inicial puede mejorar y optimizar el proceso de ensamblado, así como detectar regiones de alta concentración de cobre, donde el calor puede deformar principalmente la tarjeta. El diseño está basado en un modelo de arquitectura abierta para máquinas inteligentes, escalable y modular, que permite ser flexible y que pueda implementarse en diferentes sistemas de inspección y controles de movimiento. Este mismo enfoque, puede ser utilizado en otros procesos de control de calidad de la PCB.

Abstract

Printed circuit boards (PCB) are a means to provide mechanical support and electrical interconnection for electronic components. These are essential in electronic equipment due to its lower cost, reduce its weight, easy maintenance and inspection, and generally improve its quality. For these reasons and the fast development of components, miniaturization and complexity is necessary to perform an inspection and early detection of defects on the board. This document presents the design and implementation of an automated PCB inspection system using a laser sensor. The system was made with SONY company at Tijuana Mexico, through a collaboration agreement, because the inspection equipment that currently used for the detection of defects on PCB’s, with image processing, not allow detection 100 % reliable on its quality and it is necessary, in many cases, to realize a subsequent visual inspection. One of the major defects on the boards are the residual deformations due to reflow process. The implemented system allows to detect this kind of deformations, based on the measurement of the surface of a PCB. Its application in an early stage can improve and optimize the assembly process as well as detecting regions with high concentrations of copper, where heat can deform mainly the board. The design is based on an open architecture for intelligent machines, scalable and modular, allowing flexibility and can be implemented in different inspection systems and motion control. This same approach can be used for other quality control processes of the PCB.