Prüfen in drei Dimensionen

Die Harting AG verwendet für ihre qualitativ anspruchsvollen Kunden aus den Branchen Automobil- und Medizintechnik immer häufiger die 3D-MID-Technologie (Molded Interconnect Device). Bisher setzte man bei der Qualitätssicherung auf aufwendige Sichtkontrollen. Inzwischen kommt das Viscom S6056 MID Prüfsystem zum Einsatz, das bei hohem Durchsatz automatische Prüfungen in maximaler Qualität ermöglicht.

„Bestimmte Fehler, zum Beispiel Tombstone-Effekte beim Löten, lassen sich selbst im besten und stabilsten Fertigungsprozess nie vollständig vermeiden“, erklärt Albert Birkicht, Geschäftsführer bei Harting in Biel die Ausgangssituation. „Ein kleiner Prozentsatz an Fehlern entsteht immer. Diese Fehler muss die Inspektion gerade bei Kunden aus der Automobil- und Medizintechnik zuverlässig erkennen.“

Bei der Suche nach einer geeigneten Inspektionslösung für die 3D-MID-Baugruppen wurde schnell deutlich, dass es sich nicht nur um eine typische Leiterplatteninspektion handelt. Die optische Kontrolle eines dreidimensionalen Schaltungsträgers ist in erster Linie durch die komplexe Form und Kontur des Produkts geprägt. Deshalb muss das Inspektionssystem in der Lage sein, auf verschiedenen Ebenen zu prüfen.

Darüber hinaus kommen bei der 3D-MID-Fertigung sehr unterschiedliche Herstellungsverfahren zum Einsatz, zum Beispiel Bestückung mit Hilfe von Lotpaste, Leitkleber oder Bonding. Die Leiterbahnen sind zudem oft herstellungsbedingt nicht einheitlich, sondern können ganz unterschiedlich aussehen. Abhängig von den erwarteten Fehlerarten und dem benötigten Durchsatz müssen sich Auflösung, Prüfgeschwindigkeit, Beleuchtung, Farbeinstellungen und Kamerawinkel gezielt anpassen lassen.

Die technische Grundlage für die 3D-AOI bildet das ausgereifte und an die Anforderungen flexibel anpassbare Seriensystem Viscom S6056. Das Inspektionssystem bietet eine z-Achse, eine hohe Prüftiefe und -geschwindigkeit sowie Verifikations- und Traceability-Lösungen. Die 3D-Prüfung erfolgt in zwei Schritten. Zunächst werden die Metallisierung der gelaserten und galvanisierten Kupfer-, Nickel- oder Goldleiterbahnen und die Anschlusspads überprüft. Zu den typischen Fehlern gehören Fremdmetallisierungen, unvollständige, abgelöste, kurzgeschlossene oder gerissene Leiterbahnen sowie geometrische Mängel des Produkts oder an Farbvariationen erkennbare Fehler beim Zwei-Komponenten-Spritzguss. Nach der Bestückung und Lötung mit Hilfe einer Dampfphase kontrolliert das S6056 MID System die bestückten Baugruppen und prüft, ob auf allen Baugruppen des Nutzens die richtigen Bauteile vorhanden, korrekt positioniert und gepolt sind. Zudem erkennt es unzureichende Lötstellen, Tombstone-Effekte, Kurzschlüsse und Fehler am Lötstopplack.

„Wir sind von den Ergebnissen des Viscom 3D-Inspektionssystems sehr beeindruckt“, sagt Birkicht. „Die Qualität der Kontrollen und Auswertungen ist hoch, gleichzeitig ist der Durchsatz deutlich gestiegen. Die automatische Inspektion ist unbestechlich: Kein Fehler geht verloren, Prozesse lassen sich zielsicher nachsteuern und so steigt letztendlich die Qualität der gesamten Fertigung.“

Derzeit nutzt das Unternehmen das 3D-System für die Inspektion der in hohen Stückzahlen gefertigten Baugruppe für ein Distanzkontrollsystem. „Nach und nach werden wir weitere 3D-MID-Produkte mit dem Viscom-System prüfen, insbesondere die hochvolumigen Produkte, die besonders hohe Qualitätsanforderungen haben“, erklärt Birkicht „Die Kapazität wird voraussichtlich schnell an ihre Grenzen stoßen, so dass wir bereits über ein zweites S6056 MID System nachdenken.“

www.viscom.com; www.harting.de