Röntgen- und CT-Prüfung

Nikon Metrology Group, Tring (UK)

Mit den Röntgen- und CT-Inspektionssystemen ist es möglich, in einem zerstörungsfreien Prozess Einblicke in verborgene Strukturen komplexer industrieller Proben zu erhalten. Die Computertomografie zur zerstörungsfreien Qualifizierung und Quantifizierung der inneren und äußeren Abmessungen erweitert die Röntgentechnik um eine zusätzliche Dimension.

Speziell für unterschiedliche Materialien und Objektgrößen geeignet, erweist sich das Computertomografie-Prüfsystem XT H 225 ST. Dies gilt vor allem für Objekte, die zu groß bzw. zu schwer für andere Systeme dieser Größenordnung sind. Hauptmerkmal ist die überragende Genauigkeit und Leistungsfähigkeit durch die im Unternehmen entwickelte 225kV Mikrofokusröntgenröhre, welche über ein Reflexionstarget mit einer Brennfleckgröße von 3µm verfügt. Wird das optionale Transmissionstarget gewählt, lassen sich kleinere Brennfleckgröße sowie stärkere Vergrößerung für unvorstellbare scharfe Bilder erzielen.

Unabhängig davon kommt eine offene und besonders wirtschaftliche Mikrofokusröntgenröhre zum Einsatz. Herzstück der leistungsstarken Datenverarbeitung ist das XT Softwarepaket, welches nicht nur den Messdurchsatz für Prüfobjekte optimiert, sondern auch den Betrieb vereinfacht. Ein CT-Assistent führt den Bediener durch alle Schritte der Datenerfassung, der Messablauf kann durch benutzerdefinierte Makros automatisiert werden. Die offene Röntgenröhre ermöglicht eine denkbar einfache Wartung interner Komponenten im Rohr. Zur Erhöhung der Flexibilität kann das System mit verschiedenen Flachdetektoren oder Röhrenkomponenten konfiguriert werden, und schon steht das ideale System für jede Anforderung bereit. Es verfügt über drei untereinander austauschbare Röhren, die 225kV Reflexionstarget-Röhre, die 180kV Transmissionstarget-Röhre sowie die 225kV Röhre mit rotierendem Target. In Verbindung mit der großen Auswahl an Flächendetektoren erweist sich die Lösung als vielseitiges Instrument für den Einsatz in Qualitätslabors, Produktionsanlagen und der Forschung.

Mit dem MCT225 ist es dem Unternehmen gelungen, ein absolut genaues System für messtechnische CT-Anwendungen zu entwickeln. Es ermöglicht die effiziente, zerstörungsfreie Messung aller innen- und außenliegenden Geometrien. Das System garantiert eine überragende Messgenaugkeit in Verbindung mit einer detaillierten Merkmalserkennung im Bereich von 2µm für die Prüfung von Präzisionsteilen aus Kunststoff, kleiner Gussteile, komplexer Bauteile und Baugruppen. Die eigens entwickelte flüssigkeitsgekühlte Mikrofokusröntgenröhre sowie eine luftgekühlte Schutzkabine sorgen für langfristige Temperaturstabilität und gewährleisten eine eindrucksvolle Genauigkeitsspezifikation, ohne zeitraubende vergleichende Scans oder Referenzmessungen durchführen zu müssen. Die Prüfobjekte werden mittels Drehtisch in der Kabine platziert und gemessen. Die 225kV Mikrofokusröntgenröhre erzeugt unglaublich scharfe Bilder mit extrem geringem Rauschen sowie einer 150fachen Vergrößerung. Der voll programmierbare, leistungsfähige 5-Achsen-Manipulator wurde per Finite-Elemente-Analyse optimiert. Lineare Präzisionsführungen sowie die Korrektur von Achsenverfahrfehlern realisieren präzise, wiederholbare Bewegungen innerhalb der temperaturkontrollierten Kabine. Ergänzt wird dies durch hochauflösende optische Wegmesssysteme für eine auf maximale Präzision ausgerichtete Strategie. Die Röntgenbilder, aufgenommen von einem hochauflösenden 4-Megapixel Detektor, bilden die Basis für die hochleistungsfähigen digitalen Bildgebungs- und Bildverarbeitungsverfahren des Systems. Der CT-Assistent führt den Bediener schrittweise durchs Programm, vom Laden des Prüfobjekts bis zum abschließenden Prüfbericht. Eine beschleunigte Rekonstruktion des Objektvolumens durch optimierte Grafikkarten reduziert die Zeit des Prozesses auf ein Minimum. Das System ist für die Hersteller unverzichtbar, die von kürzeren Vorlauf- und Messzykluszeiten profitieren möchten. Die leistungsstarke Röntgenquelle und der hochleistungsfähige Manipulator in Verbindung mit der hohen Vergrößerung sowie der detaillierten Merkmalserkennung stellen eine Lösung dar, die unterschiedlichsten Anwendungen gerecht wird. Auch in punkto neue Produktionstechnologien, wie die additive Fertigung zur Herstellung kleiner, hochkomplizierter Teile, ist das System ein Treffer zur Messung und Analyse dieser Komponenten in einem einzigen zerstörungsfreien Prozess. Die Open-Tube-Technologie der integrierten Röntgenquelle reduziert die Betriebskosten und ermöglicht einen schnellen und einfachen Austausch des Filaments in der wartungsfreundlichen, offenen Röntgenröhre.

Inspect-X 4.1 bietet kristallklare Bilder sowie modernste Funktionen für die BGA-Analyse und ist die aktuelle Version der Software für die Aufnahme sowie Auswertung von Daten für Röntgen- und CT-Prüfsysteme des Unternehmens. Die Echtzeit-Bildoptimierung C.Clear, neueste Entwicklung in der Echtzeit-Röntgeninspektion, passt sich intelligent an wechselnde Röntgenbedingungen sowie Probenpositionen an und regelt automatisch die Bildsteuerung sowie die Kontrast- und Helligkeitseinstellungen. Die kontrastreichen Bilder machen eine Defekterkennung leicht. Echtzeit-Optimierung und Filter können unter einem Benutzerprofil gespeichert werden. Defekte werden beim ersten Auftreten erkannt, insbesondere schwer identifizierbare wie im Falle übereinander liegender BGA oder komplexer Bonddrähte. So können Anwender ihren Messdurchsatz steigern, die Pseudofehlerrate reduzieren sowie die Fertigungsqualität und -effizienz verbessern.

Die optischen Präzisionslösungen von Nikon tragen zu einem effizienten Produktionsprozess, vom Entwurf bis zur Fertigung, bei. (dj)