TEST & QUALITÄTSSICHERUNG » Special Qualität sichern mit neuester Hard- und Software 3D-AOI baut Stärken weiter aus Die automatische optische Inspektion (AOI) muss gleichzeitig Erwartungen wie hohe Auflösung, zuverlässige Messgenauigkeit, intuitiv einfache Bedienung und schnelles Handling der Prüfobjekte erfüllen. Eine kompromisslos gute Bildgebung und umfassende Vernetzung von Prüfdaten sind dabei genauso wichtig wie eine möglichst einfache Erstellung der Prüfprogramme. Je nach Produkt kann zudem ein anderes Inspektionskonzept gefragt sein. Die eingesetzten Inspektionstechnologien haben sich fest etabliert, werden aber an unterschiedlichen Stellen optimiert und an besondere Anforderungen angepasst. 3D-AOI-Systeme sorgen heute in der Elektronikfertigung überall auf der Welt für höchste Qualität. Die Vielfalt der sich immer weiter entwickelnden Hightech-Produkte, die es zu kontrollieren gilt, erfordert dabei kontinuierlich neue fortschrittliche Lösungen bei den Prüfmethoden. Die Bauteile werden kleiner und damit einher geht eine immer höhere Packungsdichte auf den Leiterplatten. Zwischen den einzelnen Lötstellen können feinste Haarbrücken Kurzschlüsse verursachen. Neben der Bildqualität und Wiederholgenauigkeit der Messungen muss auch das spätere Bewerten der Ergebnisse allen Erwartungen entsprechen. Die Vernetzung der Prüfdaten dient umfassend der Optimierung von Fertigungsprozessen. Verschiedene Produkte in klei- nen Produktionsmengen und sehr große Stückzahlen bei möglichst hohem Durchsatz gilt es gleichermaßen effizient zu prüfen. Innovation in unterschiedlichen Bereichen Vor diesem Hintergrund kommt es immer wieder darauf an, vorhandene Stärken weiter auszubauen. Ein Thema sind leistungsfähigere Kamerachips, ein anderes der neueste Framegrabber und noch ein anderes z. B. bessere Beschleunigungen des Sensorkopfes. Höhere Datenübertragungsraten, schnellere 3D-Bildaufnahmen ohne Qualitätseinbußen, eine große Schärfentiefe für ungewöhnlich hohe Bauteile oder die Nutzung von künstlicher Intelligenz für die Bauteilerkennung beim Erstellen eines neuen Prüfprogramms können zu den im Linieneinsatz sichtbaren Verbesserungen gehören. Schaut man sich z. B. das 3D-Sensormodul XMplus-II mit seinen acht Winkelkameras und einer orthogonalen Kamera genauer an, das die Viscom AG aus Hannover entwickelt hat und in ihren neuen 3D-AOI-Systemen iS6059 PCB Inspection Plus verbaut, werden solche Fortschritte deutlich. Die Gesamtmenge der gewonnenen Informationen beträgt bis zu 150 Megapixel und es kann eine Geschwindigkeit von 80 cm² pro Sekunde erreicht werden. Die maximale orthogonale Kameraauflösung beträgt 10 μm/Pixel. Die Höhen auf der Baugruppe werden bis max. 30 mm mittels Streifenprojektion exakt mit einer z-Auflösung von 0,5 μm ermittelt. Zwischen den Kalibrationsterminen überprüft sich das System automatisch im Hinblick auf Kontrast, Grauwerte und andere wichtige Parameter, um stets wiederholgenaue Ergebnisse zu erzielen. Wie gewohnt, sind 2D-, 2½D- und 3D-Ansätze beliebig kombinierbar, sodass man z. B. die richtige Polarität weiterhin schnell in 2D prüfen kann, während man etwa für die Sicherstellung der Koplanarität von Bauteilen 3D wählt. Bild: Viscom Bauteilkörperfindung mit 3D-Methoden Gleichzeitige Prüfung von oben und unten Bei der neuen iS6059 Double-Sided Inspection von Viscom handelt es sich wiederum um ein automatisches optisches Inspektionssystem, das Baugrup- 70 EPP » 11 | 2023
pen von oben und von unten prüfen kann, ohne dass das Prüfobjekt mit entsprechendem Zeitaufwand automatisch gewendet werden muss. Vor allem mit der Zunahme an innovativen Lösungen im Bereich der Leistungselektronik erhöht sich der Bedarf einer hochgenauen, vernetzten und möglichst schnellen Qualitätsprüfung der gefertigten Komponenten. Ihre Beschaffenheit setzt eine zuverlässige Fehlerfindung auf der Oberund Unterseite (Durchsteckmontage, THT) voraus, die eingebettet ist in fortschrittliche Analysefunktionen einschließlich einer effizienten statistischen Prozesskontrolle. Ein weiteres Einsatzgebiet sind z. B. unterschiedliche Anwendungen aus dem Bereich der Fahrzeugelektronik mit doppelseitiger SMD-Bestückung. Die iS6059 Double-Sided Inspection ist mit zwei Sensorköpfen ausgestattet, die auf separaten Verfahreinheiten Bilder und 3D-Höheninformationen aufnehmen, um ober- und unterseitige Fehler zuverlässig zu erkennen. Viele Lösungen für individuelle Anforderungen Nicht nur die Ober- und Unterseitenprüfung, auch das Röntgen und die optische Inspektion lassen sich in einem Systemgehäuse kombinieren. Eine schon länger bewährte technologische Besonderheit bei Viscom ist die international bereits mehrfach ausgezeichnete Kombination von 3D-AXI mit 3D-AOI in dem System X7056-II, das mit einem ausgeklügelten schnellen Handling kompakt die lückenlose Qualitätskontrolle von Standardbaugruppen bewerkstelligt. Nicht zu vergessen ist zudem die optische Drahtbondinspektion mit 3D-Spezialsensorik für die hochspiegelnden Drähte. Viscom nutzt hier feinste Variationsmöglichkeiten bei den Fokusebenen und Tiefenschärfen. Noch andere Anforderungen stellen sich bei der Lotpasteninspektion und der Prüfung von Schutzlackschichten. Smarte digitale Vernetzung Die Verifikationsdaten unterschiedlicher Prüftore sind schnell und bequem auf einen Blick einsehbar. Auf diverse Ansichten ist ein schneller Zugriff per Maus oder Touchscreen gewährleistet. Zur effizienten Klassifizierung der Ergebnisse lassen sich mehrere Linien zusammenführen und die Verifikation auch standortübergreifend realisieren. Maschinenbedienerinnen und -bediener können ihre eigenen Entscheidungen ohne großen Aufwand mit Hilfe künstlicher Intelligenz gegenchecken. Die Klassifizierung lässt sich in weiteren Schritten stufenweise auch komplett automatisieren. Standards wie IPC HERMES 9852 oder IPC CFX sind ebenfalls integriert. Zuverlässige 3D-Inspektion von THT-Lötstellen mit Höhenprofilen Über die zukunftweisende digitale Mehrzweck-Plattform vConnect von Viscom kann man kombiniert für mehrere Standorte eine statistische Prozesskontrolle und ein Systemstatusmonitoring einrichten – genauso wie einen effektiven und kompetenten Service für die eingesetzten Viscom-Inspektionssysteme und dazugehörige Peripherie-Hardware. Zudem werden via vConnect Cloud-Lösungen umgesetzt und praxisrelevante Schulungen angeboten. productronica, Stand A2.177 www.viscom.com Bild: Viscom Die iS6059-Systeme (3D-AOI) gliedern sich nahtlos in das neue Produktdesign von Viscom ein, das bereits für die gesamte iX7059-Reihe (3D-AXI) und die X8011-III (3D-MXI) umgesetzt wurde Bild: Viscom EPP » 11 | 2023 71
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