Kostengünstige und schnelle Inspektion Sebastian Glitsch, Answer Elektronik GmbH, Limeshain

Mit dem sehr kostengünstigen und schnell inspizierenden K2H-L ist es möglich alle Prozessschritte zu überwachen. So kann das K2H-L nach dem Drucker, nach dem Bestücker und nach dem Reflow-Ofen eingesetzt werden.

Beim K2H-L sollte man zwischen 2 Inspektionsarten unterscheiden welche jeweils über spezielle Features verfügen. Zum einen die Druck-Inspektion und zum anderen die Bestückungs-Inspektion.

Die Druck-Inspektion ermöglicht eine automatische Pad-Ermittlung. Des Weiteren können fremdartige Objekte ermittelt werden. Als weitere Funktion dient eine spezielle Bildaufbereitung um nur die Lötpaste anzuzeigen.

Mit der integrierten Laser-Unit wird mittels eines Laserstrahls der Abstand eines Bauteils, an verschiedenen Punkten, zum Laser gemessen. Somit werden schwebende Chips, schwebende BGAs, hochgebogene Beinchen, falsche Polarität, vertauschte Position usw. ermittelt. Optional können auch 2 Laser-Einheiten in der K2H-L integriert werden. Dies beschleunigt den Mess-Prozess.

Einsatzmöglichkeiten für die Laser-Unit sind die Erkennung von hochgebogenen Beinchen , abstehenden Bauteilen, fehlenden Bauteilen sowie von abstehenden BGA’s. Wählt man die K2H-L mit einer Dispenser-Unit, kann Kleber für große Bauteile nachgebessert werden. Als alternative zur Dispense-Unit steht die Marker-Unit zur Verfügung. Hiermit werden Bauteile gekennzeichnet oder Leiterkarten mit einer ID oder Datum versehen.

Die Bestückungs-Inspektion nach dem Bestücker oder/und nach dem Reflow-Ofen bietet eine Zeichenerkennung auf den Bauteilen. Bis zu 10 NG-Bilder können mit der Software gespeichert werden, sodass genügend Vergleichsbilder vorhanden sind, um eine optimale Inspektion zu gewährleisten. Mit der Fiducial-Mark-Korrektur wird eine Positionsverschiebung in einem Inspektionsfenster, leicht berichtigt.

Das Kamerasystem der K2H-L besteht aus einer CCD-Farb-Kamera mit 2 Millionen-Pixel. Das Lichtsystem der K2H-L besteht aus mehreren Lichtringen mit unterschiedlichen Wellenlängen und Anordnung. Die Farbgebung der LED-Lichtringe geht von der Farbe Weiß bis hin zu Infrarotlicht.

Mit der als Option erhältlichen C2 System Software können bis zu 200 K series – Inspektionssysteme in verschiedenen Lienen gemanagt werden. Über einen Barcode oder ID wird die Leiterkarte an der Repair-Station identifiziert.

Die K2H-L ermöglicht ein strukturiertes und schnelles Arbeiten. Zu den Vorteilen dieses Systems zählt neben der benutzerfreundlichen Bedienbarkeit, über Maus & Tastatur sowie einem 17“ Touch-Screen Monitor, auch die Software der K2H-L. Die Masken der Software verfügen über eine gute Struktur und sind äußerst Bedienerfreundlich.

Die Einstellungsmöglichkeiten, um ein Bauteil auf der Leiterkarte zu erstellen, befinden sich alle auf einer Maske.

Möchte man ein neues Programm erstellen kann man dies manuell oder mittels des CAD-Daten-Importes generieren. Hierbei können die Blöcke (Sichtfenster der Kamera) automatisch erzeugt werden. Die Bauteile aus der Bibliothek können den Daten zugeordnet werden. Zum anderen kann man das Programm natürlich auch manuell erstellen.

Da an jedem Bauteil in der Bibliothek die Inspektionsdaten angehängt sind, sind auch diese recht schnell auf der Leiterkarte platziert. Sollte ein Bauteil nicht in der Bibliothek vorhanden sein, kann dieses geteacht und zur Bibliothek hinzugefügt werden.

Kommt man während der Erstellung des Programms zum Entschluss das ein Bauteil, welches mehrfach auf der Leiterkarte ist, nicht die richtige Einstellung verwendet, so kann man ein globales Refactoring durchführen. Damit werden die geänderten Einstellungen des Bauteils für alle auf der Leiterkarte befindlichen Bauteile geändert.Um eine entsprechende Auswertung treffen zu können, ob ein Bauteil gut oder nicht gut ist muss zuerst ein passendes Licht ausgewählt werden, mit welchem das Bauteil optimal inspiziert werden kann. Hierbei kann man zwischen 22 verschiedenen Lichtmixen wählen. Gemixt werden die vorhandenen Lichtquellen (Upper, Middle und Lower). Hier hat man die Möglichkeit das optische Licht miteinander zu vermischen. Um nun eine perfekte Auswertung zu erzielen muss eine Feineinstellung über das so genannte Thresh-Setting erfolgen.

Die Software der K2H-L arbeitet mit der Vektorvergleichs-Methode. Hierbei wird versucht anhand von Hell-Dunkelübergängen das Bauteil zu ermitteln. Daran wird erkannt wie sehr das Bauteil versetzt ist und wie sehr es verdreht ist.

Für die Pins kommt die gleiche Analyse zur Anwendung. Für die Lötstellenkontrolle wird die Grauwertanalyse verwendet, bei dieser Methode wird ein Messfenster am Ende des Pins angelegt und der mittlere Grauwert der Lötstelle, wird unter einer bestimmten Beleuchtung ermittelt.

Die zu inspizierenden Bereiche werden mit roter Farbe gekennzeichnet. Anhand des gekennzeichneten Rot-Anteils wird berechnet, ob das Bauteil OK oder NG ist.

Der Rot-Bereich wird in Abhängigkeit von den Lichteinstellungen und der Inspektionsart errechnet. Die Software der K2H-L bietet derzeit 18 verschiedene Inspektionsarten. Diese nutzen während des Inspektionsprozesses unterschiedliche mathematische Berechnungen um die Bauteile zu überprüfen.

Mit dem C2-System (Centralized Control System), einer Software, können bis zu 99 K2H-L – Maschinen überwacht werden. Die Software verwaltet alle NG-Reporte der angeschlossenen Maschinen zur gleichen Zeit. Somit werden die Informationen von den angeschlossenen K2H-L auf einem zentralen Host-Computer verwaltet und somit den Prozess zur Beurteilung der NG’s erhöhen.Es kann eine individuell auf die Kundenwünsche zugeschnittene Statistik-Auswertung bereitgestellt werden. Hierbei werden die Daten welche zur Repair-Station gesendet werden verwendet. Außerdem können die Daten welche von der Repair-Station bearbeitet wurden auch ausgewertet werden.

Für die Kleinserienfertigung oder Repair-Station dient dass von i-Pulse entwickelte K5L. Auch hier wird neben dem Kamerasystem eine Laser-Unit zum ermitteln der Bauteilhöhe eingesetzt. Außerdem setzt die neuartige softwaregesteuerte Bildvergleichsmethode VADMIC-(Variable Division Multi Image Comparison) neue Maßstäbe in der Qualitätssicherung.

Der neue Inspektions-Algorithmus VADMIC macht die Programmerstellung extrem einfach und die selbstlernende Bild-Vergleichs-Methode verbessert die Fehler-Erkennungs-Leistung. Hierbei Bedarf es keiner manuellen Anpassung.

Dieses optische Desktop Inspektionssystem ermöglicht sehr schnelle Prüfzeiten und Handlingzeiten. Eine Überprüfung der IC-Platzierung kann anhand der Zeichenerkennung ermittelt werden.

Mit der integrierten Marker-Unit, wird mittels eines Markierungsstiftes eine ID’s oder ein Datum auf die Leiterkarte geschrieben.

Das Lichtsystem der K5L besteht aus mehreren Lichtringen mit unterschiedlichen Wellenlängen und Anordnungen. Dies ermöglicht eine perfekte Ausleuchtung der Leiterkarte. Sehr gut entwickelte Lichtmischungs-Möglichkeiten erlauben eine sehr gute grafische Darstellung der Bauteile. Die Bauteile können mit umfangreichen Inspektionsmethoden welche mit der Vektor-Vergleichsmethode arbeiten und unterschiedliche Analyse-Algorithmen verwenden, schnell und mit einer äußerst geringen Fehlerquote inspiziert werden.

Das K5L ist in der Basisversion ist ab 49.000 Euroerhältlich.

Ein Schmankerl von i-Pulse ist der so genannte „Hybrid-Inspektor“. Das Kombisystem KX2-H setzt mit zeitgleicher (Real-Time) Optischen sowie Röntgenprüfung neue Maßstäbe und ermöglicht sehr schnelle Prüf- und Handlingzeiten. Die Inspektionszeit beträgt bei einem Inspektionsbereich (FoV) von 32 x 24 mm² nur 0,19 s (bei optischer Inspektion) und 0,49 s (bei optischer + X-Ray-Inspektion).Dabei besteht die Möglichkeit, dass System sowohl als Kombisystem als auch als reines AXI-System zu nutzen. Die Kombination eliminiert die nachteile jeder einzelnen Technologie für sich: Ein rein optisches System kann keine BGA und CSP Inspizierung durchführen dies wird aber von einem AXI-System gewährleistet. Hingegen kann ein reines AXI–System keine fehlplazierten Komponenten erkennen und keinen Polaritäts-Check durchführen. Die Bauteile können mit umfangreichen Inspektionsmethoden welche mit der Vektor-Vergleichsmethode arbeiten und unterschiedliche Analyse-Algorithmen verwenden, schnell und mit einer äußerst geringen Fehlerquote inspiziert werden.

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