Placa de circuito impresso (PCBA) para visão com IA para hardware de processamento de imagem confiável

Conteúdo

1. Um quadro de visualização é um caminho de dados, não uma placa de circuito impresso.

2. Compare a inspeção com o que a diretoria pode ocultar.

3. Teste o caminho da imagem em condições reais de operação.

4. Torne a primeira versão explicável antes de escalá-la.

5. Conclusão

6. Perguntas Frequentes

Ida IA ​​visíon O fato de uma placa ser capaz de produzir imagens precisas em laboratório significa que ela também será estável durante a produção em massa? Não necessariamente.

Os dados do sensor precisam passar pelo processador, pela memória e pela interface de alta velocidade; ao mesmo tempo, a fonte de alimentação deve permanecer estável sob carga operacional. Se alguma dessas etapas falhar, o resultado final da imagem poderá ser comprometido. afetado. Alguns problemas ficam ocultos sob os componentes BGA e outras embalagens, sendo difíceis de detectar apenas por inspeção visual.

Como esses riscos devem ser identificados durante a produção? O ponto crucial é não realizar todos os testes. Antes da produção, nós precisamos Para saber quais áreas apresentam maiores riscos, como controlá-los durante o processo de produção e, finalmente, como verificar, é preciso compreender que os problemas resolvidos por meio de SPI, AOI, raios X e testes funcionais não são os mesmos. Para PCBA com visão de IA, a conclusão do processo de montagem é apenas o primeiro passo. O que realmente precisa ser confirmado é se toda a placa consegue executar sua função de forma estável.

Um quadro de visualização é um caminho de dados, não uma placa de circuito impresso.

Em uma placa de processamento de imagem, diferentes componentes podem apresentar problemas de maneiras distintas. As conexões dos conectores da câmera ou do sensor precisam ser estáveis ​​tanto mecanicamente quanto eletricamente. Se o processador ou acelerador estiver encapsulado em BGA, as juntas de solda internas são difíceis de serem visualizadas externamente. A estabilidade da transferência de dados em si deve ser examinada, além da conectividade na memória e nos conectores de alta velocidade. O mesmo vale para a fonte de alimentação; o fato de funcionar normalmente sem carga não garante que não apresentará problemas durante o uso.

Antes a construção começaVocê pode começar organizando todo o caminho dos dados, da entrada à saída. Veja como os dados entram no processador a partir da interface da câmera ou do sensor, percorrem a memória e outras interfaces e, em seguida, geram a imagem ou os resultados do processamento. Muitos projetos pecam por negligenciar alguns detalhes. Por exemplo, o encapsulamento BGA já está definido, mas o formato da imagem, a conexão dos cabos, a taxa de dados e até mesmo a temperatura operacional e as condições de carga reais não são especificadas antecipadamente.

Esta tabela não substitui a validação do projeto, mas pode ajudar a equipe de produção a entender melhor o que precisa ser verificado. Se você fornecer apenas a lista de materiais (BOM) e os requisitos básicos de montagem, o fornecedor pode até saber como fixar os componentes, mas não conseguirá realizar a validação completa.,Não saber quais funções exigem verificação específica. Em vez de simplesmente afirmar "realizar testes de PCBA", Seria melhor especificar diretamente quais conectores precisam ser testados, quais componentes BGA requerem inspeção por raios X e qual caminho de dados de imagem precisa ser executado sob carga real.

Compare a inspeção com o que a diretoria pode ocultar.

Problemas diferentes exigem métodos de detecção diferentes. Em montagens SMT de alta densidade, a inspeção por partículas (SPI) pode detectar problemas relacionados à impressão da pasta de solda antes da soldagem por refluxo, enquanto a inspeção óptica automatizada (AOI) pode verificar a posição e a polaridade dos componentes, além de alguns problemas visíveis de soldagem, mas não consegue visualizar as juntas de solda sob o BGA. Se a placa utiliza BGA ou outros encapsulamentos com juntas de solda ocultas, é necessário adicionar a inspeção por raios X. E não se trata simplesmente de "verificar BGA", mas sim de definir padrões de inspeção específicos para cada encapsulamento e os possíveis problemas.

A inspeção de BGA é semelhante. A inspeção visual pode verificar se os componentes estão montados corretamente e se as posições estão corretas, mas não revela as juntas de solda sob a embalagem, nem garante que essas juntas de solda serão confiáveis ​​em operação real. Portanto, é melhor especificar claramente nos materiais de produção quais componentes BGA precisam ser inspecionados, em que o raio-X se concentra e em que circunstâncias o retrabalho é necessário. Dessa forma, a equipe de produção e o pessoal de qualidade poderão entender mais facilmente como realizar a inspeção, em vez de apenas ver a frase "inspecionar BGA".

Se você,comparando o Capacidade de montagem BGAamarrars Ao escolher um fornecedor, você não deve considerar apenas se ele possui equipamentos de raio-X ou AOI. Tomemos a PCBasic como exemplo: realizamos avaliações do processo de pré-produção, armazenamento de BGAs, secagem necessária, além de inspeções SPI, AOI, raio-X, preparação de dispositivos de fixação e testes funcionais na montagem de BGAs. No entanto, essas etapas não seguem um processo de rotina; elas precisam ser organizadas com base na embalagem BGA específica, nos testes de entrada e em conformidade com as normas. Para você, o mais importante é focar em: a fábrica consegue realizar a verificação funcional completa da placa, desde a inspeção da embalagem? Para hardware de processamento de imagem, ambos os aspectos são cruciais.

Se você quiser saber mais sobre como os raios X examinam juntas de solda BGA e defeitos internos, pode consultar o Introdução à inspeção por raios X Fornecido pela PCBasic. Na produção real, o raio-X não inspeciona todos os componentes da placa da mesma maneira. Em vez disso, ele decide em quais partes focar com base na embalagem específica, localização e riscos.

No entanto, é importante observar o seguinte: o raio-X pode detectar problemas em juntas de solda ocultas, mas não pode afirmar se os dados da câmera foram decodificados corretamente, se o processador consegue executar as tarefas necessárias ou se as interfaces externas são estáveis ​​durante a operação contínua. Essas questões não podem ser confirmadas apenas por raio-X; é necessário verificá-las por meio de testes funcionais subsequentes.

Teste o caminho da imagem em condições reais de operação.

Para hardware de imagem, basta garantir que a placa ligue normalmente. Além disso, é preciso verificar se ela funciona de forma estável em um ambiente de trabalho real. Para permitir que o processador execute as atividades necessárias, conecte um sensor ou câmera compatíveis. Em seguida, verifique se as fotos, os dados, os resultados de saída e as respostas da interface estão normais. Durante o teste, você também deve considerar a fonte de alimentação real e as cargas dos dispositivos periféricos. Normalmente, não consideramos "ser capaz de ligar" como a conclusão do teste, pois o fato de uma placa iniciar não significa que ela conseguirá processar imagens de forma estável durante o funcionamento normal.

Neste ponto, o teste de PCBA torna-se realmente significativo. Você precisa claramente estado Primeiramente, defina as condições de teste, como quais fontes de entrada usar, quais imagens ou dados testar, como conectar os cabos e conectores, qual a faixa de alimentação e o que constitui aprovação. Se a placa também for conectada a uma câmera, tela, dispositivo de armazenamento ou host, é recomendável incluir as especificações desses dispositivos e os requisitos de comunicação. Em tDessa forma, quando surgem problemas reais, podemos tentar restaurar o estado de teste daquele momento com a maior precisão possível, em vez de simplesmente pegar uma placa e supor como ela foi testada anteriormente.

Isso também pode evitar outro problema comum: usando um inspeção Método para determinar um problema que não pode ser visto à primeira vista. SPI e AOI são adequados para verificar o que é visível diretamente. BGAs e outras juntas de solda ocultas podem ser inspecionadas por raios X, enquanto a transmissão de dados e as funções reais exigem testes funcionais para confirmação. Não é necessário um único dispositivo para comprovar todos os problemas; em vez disso, a combinação de diferentes métodos de detecção é mais eficaz.

Se você deseja ter uma compreensão mais intuitiva dos testes de raios X BGA, pode consultar o seguinte: Demonstração de raio-X BGA Os resultados dos testes são fornecidos pela PCBasic e podem ser usados ​​como parte da avaliação de qualidade e rastreabilidade subsequente, mas ainda não substituem a verificação funcional completa da placa. Para placas de IA visual, é fundamental que as câmeras, os processadores e as portas de saída sejam ativados para confirmar que todo o fluxo de dados opera normalmente em condições reais de trabalho.

Torne a primeira versão explicável antes de escalá-la.

Após a primeira placa ter passado no teste, a questão mais importante é: podemos explicar claramente por que ela foi aprovada? Quais materiais foram utilizados, quais processos foram seguidos, quais inspeções foram realizadas e em que condições o teste funcional foi aprovado? Todas essas informações precisam ser registradas. Portanto, antes de usar a placa de produção experimental como referência para a produção subsequente, é melhor definir a versão da PCB, a lista de materiais (BOM), os materiais substitutos, as informações de encapsulamento BGA, os requisitos de tela ou montagem, os padrões do primeiro artigo e os registros de teste.

Para este tipo de IA visíon Na placa, isso é particularmente importante porque geralmente existem vários sensores e interfaces conectados ao redor do processador. Os resultados da detecção do BGA devem ser salvos juntamente com as condições utilizadas para o teste de toda a placa naquele momento. Se surgirem problemas posteriormente, razão Pode ser simplesmente a substituição de materiais, o ajuste de um determinado parâmetro do processo, uma mudança na configuração do conector ou diferenças nas condições de teste em comparação com o período anterior. Se essas informações não forem registradas com clareza, a equipe poderá testar repetidamente a mesma placa, mas ainda assim não conseguir determinar qual mudança afetou o resultado.

Assim que os documentos de engenharia especificarem claramente os requisitos de inspeção, a PCBasic pode usar o MES para integrar registros como IQC, inspeção da primeira peça, inspeção de processo e testes funcionais. Dessa forma, se houver algum problema posteriormente, será mais fácil verificar se ele ocorreu devido a alterações nos materiais, nas condições do processo ou nas condições de teste. Obviamente, esses registros não substituem as informações fornecidas pelo cliente, como imagens de entrada, carga de trabalho, lista de encapsulamento BGA e critérios de aceitação.

Ao fazer uma consulta, é melhor ter em mãos os arquivos Gerber e de empilhamento, a lista de materiais (BOM) e os materiais alternativos aprovados, a lista de componentes BGA, o desenho de montagem, as instruções de interface da câmera ou sensor, as informações da fonte de alimentação, os dispositivos a serem conectados e as condições de teste funcional do caminho da imagem, tudo em um só lugar. Quanto mais claros forem os materiais, mais fácil será para a equipe de produção saber exatamente como montar a placa e quais componentes precisam de verificação crítica. Em vez de esperar até que o plano de produção esteja definido e depois pensar em quais testes realizar na hora.

Conclusão

Para uma visão de IAíon Na montagem da placa, a conclusão dos componentes é apenas o começo. O que realmente importa é garantir que os dados da imagem possam ser inseridos, processados ​​e emitidos corretamente, se as posições-chave, como o BGA, foram inspecionadas adequadamente e se toda a placa pode operar de forma estável sob carga real. Ao considerar essas questões antecipadamente, os processos subsequentes de teste e inspeção não se tornarão uma simples "execução de cada etapa separadamente".

Se você estiver preparando um projeto de PCBA para visão com IA, pode começar organizando os arquivos Gerber, a lista de materiais (BOM), os materiais substitutos, as informações de encapsulamento BGA, as descrições de interface, as condições de alimentação e os requisitos de teste funcional. Equipe de fabricação de eletrônicos PCBasic Podemos ajudar a verificar o plano de montagem do BGA, a inspeção por raios X e os requisitos de teste funcional antes da cotação. Após preparar os materiais, você pode enviar o projeto através do [inserir plataforma/plataforma aqui]. formulário de revisão de engenharia.

Perguntas Frequentes

P1: O que um pacote PCBA para visão com IA deve incluir antes da fabricação?

A1: Inclua a revisão da placa de circuito impresso (PCB) e os arquivos Gerber, a lista de materiais (BOM) e as alternativas aprovadas, informações sobre o encapsulamento BGA, desenho de montagem, detalhes dos conectores e cabos, definição da entrada do sensor ou câmera, condições de alimentação/carga, dispositivos conectados e critérios funcionais de aprovação/reprovação por escrito. O importante é descrever todo o caminho de entrada à saída, e não apenas a lista de componentes.

Q2: Quando uma placa de processamento de imagens precisa de inspeção por raios X?

A2: A inspeção por raios X é apropriada quando a placa utiliza BGAs ou outros encapsulamentos com juntas de solda que não podem ser avaliadas visualmente. Em uma revisão de BGAs em uma montagem de PCB, especifique as referências dos encapsulamentos afetados e os critérios de inspeção. A inspeção por raios X verifica as condições das juntas ocultas; ela deve ser combinada com a verificação funcional quando a placa precisa processar dados de imagem ou se comunicar com outro dispositivo.

Q3: O que deve ser registrado nos testes funcionais de PCBA?

A3: Registre a revisão da placa, o dispositivo de teste ou equipamento conectado, a fonte de entrada, a alimentação e a carga de operação, o padrão de imagem ou dados, a saída esperada, o resultado medido, o limite de aprovação/reprovação e o operador ou registro do sistema. Isso torna uma falha posterior reproduzível e fornece à engenharia uma base para comparar o primeiro protótipo com versões posteriores.