A produção de circuitos impressos adota inteligência artificial

A inteligência artificial (IA) representa uma oportunidade significativa para a indústria de placas de circuito impresso. Na verdade, a adoção da inteligência artificial consegue otimizar os processos de revisão de circuitos impressos e também de toda a planta de produção de PCBs.

Os designs de placa de circuito impresso (PCB) de hoje requerem o uso de conexões e componentes de alta densidade. Além disso, os processos de fabricação evoluíram da montagem manual para a fabricação altamente automatizada . Conforme a tecnologia se desenvolve, os processos se tornam mais complexos, incluindo a capacidade de inspecionar defeitos que levariam ao descarte dos cartões.

No passado, a fabricação de PCBs normalmente contava com técnicos experientes que adquiriram suas habilidades ao longo de muitos anos. Esses técnicos conhecem e entendem profundamente cada etapa do processo de fabricação e usam seu conhecimento para otimizar a produção e melhorar o rendimento. Limitações humanas, como erros e fadiga, atrapalham o desempenho dos técnicos e a identificação incorreta de defeitos de “alarmes falsos” pode ter um efeito negativo no rendimento da produção. Graças à integração da inteligência artificial no processo de fabricação, as máquinas podem agregar valor ao realizar certas tarefas; enquanto os especialistas humanos continuam a realizar as tarefas mais complexas que requerem reflexão e interação, otimizando e "treinando" o sistema inteligente. Esta combinação de inteligência humana e artificial melhora a eficiência geral e representa uma grande oportunidade para instalações de fabricação de PCB.

Método clássico de inspeção visual na produção de placas de circuito impresso. Créditos: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2021.115673

Como a inteligência artificial está mudando a fabricação de placas de circuito impresso?

As implementações atuais de IA na fabricação de PCBs demonstram um impacto positivo na produtividade e no rendimento. Por exemplo, em processos de inspeção óptica automatizada ( AOI), o aprendizado de máquina reduz drasticamente o erro humano na detecção de defeitos.

Uma inspeção clássica de 100 painéis sem o uso de AI normalmente identifica de 20 a 30 defeitos por painel, aproximadamente 75% dos quais podem ser alarmes falsos . As regras de fabricação determinam que todos os defeitos devem ser revisados ​​manualmente, portanto, revisar alarmes falsos é uma perda de tempo.

Imagens representativas de pseudo-defeitos e defeitos reais. Créditos: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2021.115673

A inspeção humana aumenta o manuseio das placas de circuito impresso, o que, por sua vez, pode causar novos danos. Também abre a possibilidade de novas análises falsas durante a revisão do operador, que pode estar cansado, sobrecarregado ou distraído.

Graças ao aprendizado de máquina integrado ao sistema AOI, os falsos alarmes são drasticamente reduzidos. Menos alarmes falsos significa menos manipulação dos painéis, o que por si só aumenta o rendimento. Descobriu-se que a inteligência artificial em sistemas AOI reduz os alarmes falsos em até 90%.

Produção de circuitos impressos e inteligência artificial
Arquitetura para identificação de defeitos por meio de uma rede neural. Créditos: ScienceDirect

A IA resolverá os desafios na fabricação de circuitos?

O uso de IA está crescendo rapidamente em toda a indústria, enquanto os desafios na fabricação de circuitos estão aumentando com a mesma rapidez, se não mais. As duas principais áreas onde a detecção de defeitos está se tornando cada vez mais difícil são: redução de geometrias e uso de materiais flexíveis.

Por exemplo, o uso de materiais flexíveis faz com que mais defeitos sejam identificados, o que leva a um aumento de alarmes falsos. O objetivo da produção é minimizar a intervenção humana, ou seja, reduzir o manuseio de painéis flexíveis no processo de determinação de defeitos. Deste ponto de vista, os circuitos flexíveis terão um grande benefício, pois os sistemas inteligentes aprenderão a reconhecer defeitos usando parâmetros mais rigorosos.

As fábricas de PCBs impulsionadas por IA se tornarão a chave para a fabricação futura. O desenvolvimento desta aplicação AI globalmente ainda requer algum tempo para ser adotado na fabricação de circuitos. Mas está claro que a implementação de IA em todo o sistema já está aqui, estabelecendo a base para um futuro com fábricas de PCBs totalmente inteligentes e automatizadas.

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