Doppelseitig bestückte Baugruppen Inline prüfen

Prüftechnik Schneider & Koch, Bremen

In der Praxis werden doppelseitig und mischbestückte Baugruppen noch überwiegend mit klassischen einseitigen AOI-Systemen geprüft. Welche Nachteile diese Vorgehensweise mit sich bringt und wie doppelseitig bestückte Baugruppen bereits im Produktionsprozess wesentlich zeit- und kosteneffektiver geprüft werden können erläutert der folgende Beitrag.

Bestückte Leiterplatten durchlaufen aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen in der Regel eine 100% Kontrolle. Vor allem optische Testeinrichtungen, die den laufenden Prozess automatisch prüfen sind gerade bei Leiterplattenherstellern mit hohem Automatisierungsgrad und großen Losen ein unverzichtbarer Bestandteil der Qualitätssicherung. Doppelseitig und mischbestückte Leiterplatten stellen in diesem Zusammenhang eine ganz besondere Herausforderung dar.

In der Praxis werden doppelseitig und mischbestückte Baugruppen noch überwiegend mit klassischen einseitigen AOI-Systemen geprüft. Nach dem Bestück- und Lötprozess der Bauteiloberseite wird die Baugruppe einer ersten Inspektion unterzogen. Nach dem anschließenden Bestück- und Lötprozess der Bauteilunterseite erfolgt die zweite Prüfung. Um jedoch ausschließen zu können, dass Bauteile und Lötstellen auf der Oberseite Schaden durch den zweiten Bestück- und Lötprozess genommen haben, ist eine nochmalige Inspektion der Baugruppenoberseite notwendig. Soll inline geprüft werden, so sind mehrfache Prüfungen oder mehr als ein Inspektionssystem notwendig. Der Kosten- und Handlingsaufwand hierbei ist nicht zu unterschätzen.

Eine andere Option zur Prüfung doppelseitig bestückter Baugruppen bieten Standalone-AOI-Systeme, die die fertige Baugruppe am Ende des Herstellungsprozesses inspizieren. Bei doppelseitig bestückten Baugruppen muss die Baugruppe dabei manuell gewendet und zweimal geprüft werden, was ebenfalls einen nicht unerheblichen Handlingsaufwand darstellt.

Alternativ dazu können am Ende des Herstellungsprozesses AOI-Systeme zum Einsatz kommen, die in der Lage sind, doppelseitig bestückte Baugruppen und THT-Lötstellen gleichzeitig von oben und unten zu prüfen. Prüftechnik Schneider & Koch bietet mit dem Tischsystem LaserVision Compact 3 Twin ein solches Gerät mit zwei Testköpfen an. Vorteilhaft ist, dass das manuelle Drehen der Baugruppe bei doppelseitiger Prüfung entfällt. Mit dem neuesten Inspektionsgerät, dem Inline-System LaserVision 6 Twin, ist es nun auch möglich, doppelseitig bestückte Baugruppen sowie THT-Lötstellen im laufenden Produktionsprozess und damit inline beidseitig zu prüfen. Die beidseitige Inline-Prüfung mit nur einem Testdurchlauf ist sowohl bei vollständig verketteten Produktionslinien als auch bei Inselbetrieb besonders zeit-, handlings- und kosteneffektiv.

Das Inline-System basiert auf dem ausge- reiften und in der Praxis seit Jahren bewährten LaserVision HI. Es verfügt über zwei getrennte Aufnahmeeinheiten. Die flexiblen und unabhängig voneinander programmierbaren Beleuchtungseinheiten sichern die optimale Ausleuchtung von Prüflingen und Lötstellen. Optional kann das System mit zusätzlichen seit- lichen Kameras von oben und unten ausgestattet werden, um mittels Schrägblick weitere Bildinformationen zu erhalten. Gerade für THT-Bauteile und verdeckte Lötstellen ist das besonders relevant, um die Qualität der Lötstellen sicher beurteilen zu können. Das neue Inspektionssystem verfügt über alle gängigen Standard-Prüfroutinen sowie über eine speziell für die Inspektion von THT-Lötstellen entwickelte Testroutine „THT-Solder“. Zusätzlich können Barcodes auf beiden Baugrup- penseiten gelesen werden. Besonders interessant ist das bei Mehrfachnutzen, wenn bei jedem Nutzen ein Barcode gesetzt wird. Optional kann das Prüfsystem mit einem inte- grierten Rückführband ausgestattet werden, wenn das zur Optimierung der produktionstechnischen Organisation notwendig ist – beispielsweise bei der Rückführung von Lötrahmen.

Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht es Anwendern darüber hinaus, jederzeit flexibel zu bleiben. Nach der Devise „ein Gerät für alle Anwendungen“ kann das System sowohl als einseitiges AOI-Inline-System als auch zur doppelseitigen Inline-Inspektion genutzt werden.

Das System zeichnet sich durch eine Reihe technischer Neuentwicklungen aus, die eine hohe Prüfgeschwindigkeit zur Folge haben und damit hohen Prüfdurchsatz gewährleisten. Bei doppelseitigen Prüfungen wird die Testzeit maßgeblich von der aufwändiger zu prüfenden Baugruppenseite bestimmt. Entscheidend bei parallelen Tests ist es, dass sich die beiden Aufnahmesysteme im Aufnahme- und Belichtungsmoment nicht gegenseitig stören. Je besser die Abstimmung, desto kürzer die Gesamtprüfzeit. Dem Unternehmen ist es mit einer intelligenten Steuerung gelungen, diesen Prozess und das Gegenlicht im Aufnahmemoment so zu steuern, dass keine Zeitverzögerungen entstehen.

Die hohe Prüfgeschwindigkeit des Systems basiert darüber hinaus auf der Integration von zwei Bildverarbeitungsrechnern. Sie sorgen für eine echte Parallelverarbeitung der gewonnenen Prüfdaten.

Mit allen LaserVision Systemen liefert das Unternehmen die leistungsfähige Systemsoftware LVInspect. Nur mit Hilfe eines in sich schlüssigen Reparaturkonzeptes gelingt es, Leiterplatten wirtschaftlich zu entfehlern. Bei der doppelseitigen Prüfung entsteht eine Fülle von Daten, die die Software automatisch zu nur einem Datensatz verdichtet. Dieses einheitliche Reparaturkonzept reduziert das Reparaturhandling erheblich.

Die Prüfprogrammerstellung selbst gestaltet sich durch vollautomatische Eingangsdatenkonvertierung, grafisch unterstütztes Setzen der Prüfschritte und Wizard-geführte Eingaben besonders schnell und anwenderfreundlich. Das vollständige Testprogramm, aber auch einzelne Prüfschritte sind jederzeit sofort ablauffähig. Das Erlernen einer speziellen Programmiersprache ist nicht notwendig, da die gesamte Bedienung und Programmierung des Systems dialoggeführt erfolgt. Onboard- und Offline-Programmiermöglichkeiten sind integriert.

Electronica, Stand A1.621