Una vista… a raggi X

Nasce dall’esperienza di Dage una famiglia di soluzioni di visione capace di coniugare qualità delle immagini e produttività anche in ambito produttivo

Nella moderna industria di componentistica elettronica, precisione ed efficienza costituiscono i due fattori fondamentali per impostare una produzione davvero competitiva su qualunque mercato. Però, a causa della progressiva miniaturizzazione dei componenti, è sempre più complesso riuscire a verificare, con la necessaria rapidità, ogni singolo elemento. Una situazione che rende indispensabile l’impiego di tecnologie di ispezione ottica basate sui raggi X, che costituiscono, da anni, uno dei più efficaci sistemi di verifica della conformità delle schede elettroniche.

Per tale ragione Dage, un’azienda storicamente impegnata a proporre sistemi di visione riconosciuti tra i migliori al mondo, si è posta l'obiettivo di creare una soluzione davvero innovativa. Il sistema proposto, basato proprio sui raggi X, è in grado di mettere a disposizione dei clienti immagini caratterizzate dalla miglior qualità attualmente disponibile, rispondendo alle esigenze presenti e future nella produzione di Pcb.

Una sfida impegnativa, poiché l’industria elettronica è particolarmente esigente, in quanto richiede componenti sempre più miniaturizzati ed un’elevata produttività, per contenere i costi ed essere competitiva con i produttori del Sud-Est asiatico. Il tutto, senza ammettere nessuna tolleranza e, ovviamente, nessun errore. Per tale motivo, i tecnici di Dage hanno lavorato su tutti i dettagli di questi sistemi di ispezione, migliorando progressivamente la propria offerta. Inizialmente la ricerca si è focalizzata sui sistemi digitali XiDAT 1.3, che sono divenuti una sorta di standard a livello internazionale. Partendo da una posizione di leadership internazionale, l’evoluzione è continuata, con costanti miglioramenti, che hanno permesso di realizzare soluzioni sempre più performanti.

Il risultato di tali investimenti  è oggi rappresentato dalle apparecchiature della famiglia XD, che propone modelli caratterizzati da prestazioni all’avanguardia, con soluzioni studiate appositamente per le singole esigenze produttive.

L’evoluzione della specie

Con i modelli XD7500VR e XD7800, nella versione VR ed NT, Dage mette a disposizione una risoluzione di grigi a 16-bit, con la capacità di acquisire immagini da 1.3 a 2 Mpixel ad una cadenza di 25 frame al secondo. Un risultato che, unito ai 65mila livelli di grigio e alla capacità di ingrandire sino a 9.000 volte anche i più piccoli particolari, ha innalzato drasticamente il livello qualitativo delle apparecchiature.

In passato, infatti, una simile qualità delle immagini era disponibile solo nei laboratori di ricerca, dove la rapidità dell’analisi rappresenta un fattore relativo. La vera svolta, invece, è legata alla capacità di operare ad elevata velocità, permettendo di utilizzare una simile definizione anche in ambito industriale, dove la produttività costituisce un fattore fondamentale.

Trattandosi di soluzioni destinate all’impiego lungo le linee produttive, sulle quali viene spesso impiegato personale non particolarmente qualificato, la semplicità di utilizzo e la facilità di apprendimento costituiscono ulteriori fattori vincenti. Fattori che Dage, mediante il supporto della rete tecnico-commerciale di Selettra, può proporre grazie all’esperienza maturata proprio su queste tecnologie, ingegnerizzando soluzioni in grado di rispondere efficacemente anche alle necessità dei singoli utilizzatori. Nasce da questa esperienza la possibilità di operare con un angolo di visione obliquo maggiore di 70°, consentendo così di analizzare, in modo efficace e preciso, tutti i punti di saldatura ed individuando immediatamente eventuali difformità rispetto al modello produttivo.

Software più… hardware

L’insieme di queste peculiarità pone Dage al vertice delle tecnologie di ispezione ottica basata sui raggi X in ambito produttivo, dove la qualità delle immagini si aggiunge alla nota semplicità di impiego ed installazione, rese possibili da un software tanto performante quanto intuitivo.

Accanto alle funzionalità del software, il cuore dei nuovi sistemi firmati da Dage è però rappresentato dal tubo a raggi X, identificato dalla sigla VR. Un simile sistema è stato ingegnerizzato per soddisfare qualunque esigenza di ispezione in ambito produttivo, con la possibilità di monitorare le schede per individuare scostamenti inferiori a un micron. Anche per tale ragione, tutte le funzionalità della Dage XD7500VR e della XD7800 sono state sviluppate e integrate tra loro per garantire un’elevata qualità delle immagini, finalizzata all’ispezione dell’assemblaggio di BGA, flip chip e chip scale sui PCB.

Il costo della soluzione, che viene proposta ad un prezzo competitivo anche rispetto a macchine meno performanti, non deve indurre nell’errore di ritenerlo un prodotto caratterizzato da funzionalità limitate. Al contrario Dage, grazie alla propria presenza internazionale, ha sviluppato una serie di economie di scala, grazie alle quali è possibile proporre una soluzione tanto performante e semplice ad un prezzo contenuto. Il tutto, con l’ulteriore vantaggio offerto da una macchina caratterizzata da bassi costi di manutenzione e da una semplicità d’impiego che riduce anche i tempi di formazione del personale e, di conseguenza, il Tco dell’apparecchiatura stessa. La semplicità di configurazione, infatti, limita anche i tempi di riconfigurazione, consentendo di velocizzare le operazioni di passaggio da una produzione all’altra, con la capacità, nel modello XD7800, di analizzare persino schede di 24.3” x 33”.

Non si muove nulla!

Se le caratteristiche dei modelli Dage XD7500VR e XD7800 rappresentano un'autentica svolta nell'ambito dell'analisi automatizzata basata sui sistemi a raggi X, nella versione XD7600NT i tecnici dell’azienda hanno concentrato tutte le più innovative tecnologie oggi disponibili, creando una soluzione capace di analizzare persino dettagli di soli 0,25 micron. Un livello qualitativo che rappresenta un autentico punto di riferimento per l'intero mercato dell'ispezione ottica automatizzata, grazie alla sua capacità di elaborare 30 frame al secondo, con immagini a 16-bit da 2 Mpixel ed una risoluzione pari a 65mila livelli di grigio. Il tutto, senza nessuna interferenza con il normale processo produttivo che, per tale ragione, non subisce alcun rallentamento, garantendo la massima produttività dell'intera linea.

Dal punto di vista hardware, i tecnici di Dage hanno lavorato anche sulle caratteristiche dell’apparato di emissione dei raggi X che, essendo filament-free, assicura la massima stabilità dell’immagine e una ridotta manutenzione. Il sistema può inoltre ruotare a 360° intorno ad ogni singolo punto di riferimento, analizzando così anche i più piccoli dettagli.

L'ispezione di componenti con una precisione di 250 nm è possibile solo considerando che, operando ad una simile risoluzione, anche la più piccola vibrazione, immancabile in qualunque realtà produttiva, potrebbe interferire con la qualità dell'immagine. Per prevenire questo inconveniente, sul modello XD7600NT è stato implementato un sistema di controllo attivo della stabilizzazione dell'immagine. Si tratta, in pratica, di una sospensione ad aria che impedisce la trasmissione delle vibrazioni al sistema di visione, ottimizzando così la qualità dell'immagine. È questo un ulteriore dettaglio che conferma l’impegno dei tecnici di Dage per ottenere le migliori prestazioni oggi proposte sul mercato.

Visti in 3D

Il caratteristico sistema di ispezione ottica, in grado di ruotare a 360° intorno al componente da analizzare, evita di movimentare la scheda. Una peculiarità particolarmente apprezzata poiché, grazie ad una simile funzionalità, si limitano le manipolazioni che potrebbero essere fonte di danneggiamento. Il sistema mette così a disposizione una soluzione di analisi automatizzata in cui, grazie al1'elevata qualità dell'immagine rilevata, è possibile individuare anche il più piccolo scostamento, prevenendo la presenza di qualunque errore. Una caratteristica che, ottimizzata grazie allo sviluppo di un software tanto preciso quanto performante, consente la ricostruzione e l'analisi dell'immagine bidimensionale in tempo reale, offrendo il vantaggio di non interferire con il ciclo produttivo e intervenendo tempestivamente al momento opportuno.

Gli ingegneri di Dage, però, hanno voluto fornire un'ulteriore opportunità ai propri clienti, creando un innovativo modulo software opzionale, commercializzato con il nome di 3D CT, disponibile sul modello XD7600NT. Una simile soluzione permette di ottenere l’immagine tridimensionale della scheda attraverso il sistema di ricostruzione tomografica computerizzata.

Poter disporre di una simile rappresentazione, con una precisione di 250 nm e con la possibilità di effettuare qualunque rotazione o ingrandimento virtuale dei particolari, consente ai tecnici di analizzare ogni singolo dettaglio del componente, sia in produzione sia off-line, rilevando così eventuali problematiche o ulteriori possibilità di miglioramento.

La capacità di riconoscere, in modo automatico, ogni minimo difetto, permette di intervenire in tempo reale, evitando di riscontrare i problemi solo al termine del processo produttivo, con gravi perdite economiche e di immagine.

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