Fabricación de PCB de precisión, PCB de alta frecuencia, PCB multicapa y montaje de PCB.
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Ahora el PCB ha llegado a una nueva etapa. La introducción de nuevas tecnologías como los PCB de interconexión de alta densidad (hdi) y los sustratos IC (ics) ha permitido automatizar todo el proceso de producción de forma manual a completa. Con el desarrollo ulterior de la tecnología de fabricación, los procesos se han vuelto cada vez más complejos y la detección de defectos se ha vuelto cada vez más importante y difícil. Estos defectos fatales pueden hacer que todo el tablero de PCB sea invalidado. Para la industria de fabricación de pcb, están surgiendo oportunidades para optimizar el proceso de producción con inteligencia artificial y, en última instancia, optimizar todo el proceso de fabricación de pcb.
La fabricación de PCB suele depender de expertos que han acumulado muchos años de conocimiento. Estos expertos conocen y entienden muy bien cada paso del proceso de fabricación. Saben cómo usar sus conocimientos para optimizar la producción y aumentar la producción. Las restricciones artificiales (incluidas las operaciones erróneas y la fatiga) obstaculizan el crecimiento de la eficiencia. Los errores de los operadores o la identificación incorrecta de defectos de los PCB ("falsas alarmas") pueden afectar la producción debido al procesamiento excesivo e incluso dañar los propios pcb. Al integrar la inteligencia artificial en el proceso de fabricación, las máquinas pueden agregar valor asumiendo ciertas tareas de "aprendizaje", mientras que los expertos humanos continúan asumiendo tareas más complejas que requieren reflexión e interacción mientras se optimizan y "entrenan". La combinación de inteligencia humana e artificial mejora la eficiencia y el funcionamiento generales y es la mayor oportunidad para los sistemas de inteligencia artificial.
Inteligencia artificial e Industria 4.0
La tendencia final en el desarrollo de los PCB es tener una planta con un sistema industrial 4.0 completamente integrado que utiliza tecnología de inteligencia artificial a nivel global y de sistemas de fabricación. El nivel "global" incluye todos los sistemas de la planta, no solo un solo sistema de fabricación.
La industria 4.0 ofrece una infraestructura de automatización e intercambio de datos que permite el análisis de producción en tiempo real, la comunicación bidireccional y el intercambio de datos, la trazabilidad y el análisis de datos bajo demanda. En cualquier planta específica, la inteligencia artificial puede utilizar los datos obtenidos de varios sistemas y máquinas de fabricación para mejorar los procesos. Estos datos se recopilan a través de mecanismos industriales 4.0 (como trazabilidad, comunicación bidireccional). La planta se beneficia de que la inteligencia artificial analice una gran cantidad de datos de todo el sistema para optimizar la configuración de la planta y lograr el más alto nivel de productividad y producción. El análisis de inteligencia artificial y el autoaprendizaje están en marcha y se llevan a cabo a través de redes neuronales artificiales. En pocos años eliminará la intervención de operadores manuales y conducirá a la creación de plantas completamente automatizadas.
Este nuevo modelo de fabricación de PCB requiere una conexión completa de todos los sistemas de fábrica y utiliza la inteligencia artificial como mecanismo de monitoreo y toma de decisiones. En la actualidad, hay desafíos de know - how para limitar la automatización completa de las fábricas de pcb, pero la inteligencia artificial se ha agregado a un solo sistema en la medida de lo posible, como las soluciones de detección óptica automática (aoi). Las ventajas de trasladar las instalaciones de producción a un modelo global de inteligencia artificial incluyen la capacidad de notificar los defectos de los PCB de manera más confiable - "defectos reales", así como un mecanismo de retroalimentación que puede identificar la causa raíz del problema y luego modificar automáticamente el proceso de la planta para eliminar los problemas y defectos relacionados.
Un subconjunto de inteligencia artificial, incluido el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, permitirá a las fábricas de PCB avanzar hacia la automatización completa. Los algoritmos utilizados en el aprendizaje automático permiten a las computadoras utilizar datos y ejemplos que ha experimentado y aprendido para mejorar el rendimiento de las tareas sin necesidad de programación explícita. En el caso de la fabricación de pcb, el aprendizaje automático puede aumentar la producción, mejorar las operaciones y procesos de fabricación y reducir las operaciones manuales, al tiempo que ayuda a promover un manejo más eficaz de los activos de la planta, el inventario y la cadena de suministro.
El aprendizaje profundo eleva la inteligencia artificial a niveles más complejos, lo que es beneficioso a nivel de sistema de fábrica global. El aprendizaje profundo se inspira en las neuronas del cerebro humano, es decir, en la capacidad de las redes neuronales artificiales multicapa para aprender, comprender e inferir. En las fábricas de pcb, los sistemas de software pueden recopilar datos de manera efectiva y aprender de complejas representaciones de patrones y contextos. Luego, el aprendizaje formará la base para la mejora del proceso automático en la fabricación de pcb.
La implementación del Aprendizaje automático y el aprendizaje profundo proporciona a los fabricantes de PCB capacidades incomprensibles para los seres humanos; Los sistemas de inteligencia artificial han encontrado nuevas oportunidades de optimización profundizando en lugares que la gente no quiere explorar. El sistema de expertos en inteligencia artificial es muy eficiente. Al utilizar parámetros cada vez más complejos para monitorear el sistema de plantas en todo el mundo, reduce el número de expertos manuales necesarios y mejora la eficiencia y las mejores prácticas.
Utilizando sensores industriales 4.0 (sensores que pueden enviar datos desde el dispositivo) y sistemas, los datos se pueden crear en todo el mundo durante todo el proceso de fabricación de pcb, desde simples funciones de lectura y escritura hasta un seguimiento avanzado de los parámetros del proceso, hasta la unidad mínima de pcb. Los parámetros del proceso pueden incluir grabado, desarrollo de resistencias e incluso la concentración de materiales químicos en el proceso de fabricación. Utilizar el aprendizaje profundo para analizar estos tipos de datos, proporcionar información para métodos y parámetros de fabricación optimizados, identificar patrones y tomar decisiones inteligentes sobre los cambios necesarios en el proceso. Todo esto se puede hacer las 24 horas del día, los 7 días de la semana, las 24 horas del día y los 7 días de la semana.
Ia a nivel de sistema
A nivel sistémico, como en el proceso de aoi, la implementación de la inteligencia artificial en los talleres de fabricación de PCB tiene un impacto considerable en la productividad y la producción. En este caso, el aprendizaje automático reduce considerablemente los errores humanos al detectar defectos de pcb. Ejemplos de defectos de PCB incluyen cortocircuitos y circuitos abiertos, e incluso demasiado cobre. Las inspecciones automatizadas pueden detectar defectos muy pequeños. Estos defectos pueden no ser detectados a través de una inspección manual o pueden perderse debido a un error humano. Este es el resultado natural del trabajo repetido.
Al realizar el aprendizaje automático en el sistema aoi, se pueden reducir considerablemente tales falsos positivos y reparaciones. Menos falsas alarmas significan menos procesamiento de placas de pcb, lo que también mejorará la eficiencia. Además, la inteligencia artificial proporciona una clasificación consistente (dinámicamente mejorada) de defectos sin restricciones inherentes del operador, lo que proporciona resultados más confiables y reduce el tiempo de verificación. Según un estudio interno de aobao technology, se ha descubierto que la inteligencia artificial en el sistema Aoi puede reducir la tasa de falsos positivos en un 90%. La singularidad de AOI es que el sistema puede recopilar más datos que cualquier otra solución de fabricación, lo que lo hace muy adecuado como primer paso en la implementación de la inteligencia artificial. Al mismo tiempo, la Sala AOI es la zona con mayor densidad de mano de obra en la fábrica de pcb. Por lo tanto, el uso de la inteligencia artificial en sus procesos traerá los mayores beneficios. Para los fabricantes de pcb, todo esto significa que millones de defectos se pueden identificar y clasificar con mayor precisión, lo que puede aumentar la producción y reducir los costos.
A pesar del rápido desarrollo de la inteligencia artificial en toda la industria, los desafíos de la industria manufacturera de PCB están creciendo al mismo ritmo, o incluso más rápido. Para los materiales flexibles y la geometría de rastreo reducida, la detección de defectos tiene dos áreas difíciles. La próxima generación de materiales compuestos, como la poliamida LCD (lcp) y la poliamida modificada (mpi), plantea nuevos desafíos a los fabricantes, incluyendo la adquisición de imágenes, el procesamiento, la deformación y los hilos finos. Por ejemplo, cuanto más avanzado es el material utilizado para los PCB flexibles, más defectos se identifican, lo que conduce a más falsos positivos. El objetivo del fabricante de utilizar este material complejo es minimizar el procesamiento de los paneles en el proceso de determinación de falsas alarmas. Por lo tanto, el PCB flexible es un tipo de producto que puede beneficiarse mucho de la implementación de la inteligencia artificial, ya que el sistema aprenderá a fabricar dentro de parámetros más estrictos. El PCB para 5G es otro de los más exigentes, que puede beneficiarse en gran medida de la experiencia apoyada por la inteligencia artificial. Los PCB HDI necesarios para las aplicaciones 5G requieren un ancho de línea más fino, una geometría de pared lateral recta y parámetros estrictos. Esto hace que la detección de defectos sea más difícil que nunca, y será extremadamente difícil para los expertos humanos completar la detección de defectos de manera efectiva.
Teniendo en cuenta estos y otros desafíos desconocidos de fabricación de pcb, las fábricas impulsadas por inteligencia artificial se convertirán en la clave de la producción futura. Para lograr el desarrollo de aplicaciones de inteligencia artificial en todo el mundo, se necesita más tiempo para lograr la fabricación de pcb, pero está claro que la implementación de la inteligencia artificial a nivel de sistema ha llegado, sentando las bases para futuras fábricas de PCB totalmente automatizadas.
