Startseite » Allgemein »

Totgesagte leben länger

Qualitätskontrolle von Baugruppen mit THT-Bestückung
Totgesagte leben länger

Flexibilität spielt in jeglicher Hinsicht eine bedeutende Rolle für Elektronikfertiger und deren Systemlieferanten. Durch sie ergeben sich entscheidende Wettbewerbsvorteile sowie die Möglichkeit, durch ein breites Angebot an Technologien auch in kritischen Zeiten eine stabile Auftragslage zu gewähren. Dies betrifft neben den eigentlichen Produktionssystemen natürlich auch die im Fertigungsprozess eingesetzte Prüftechnik. Speziell AOI-Systeme stehen dabei hinsichtlich der unterschiedlichen Prozesstechnologien und des riesigen Baugruppen- und Bauteilspektrums vor einer großen Herausforderung. Im folgenden Artikel sollen Möglichkeiten aufgezeigt werden, AOI-Systeme flexibel für unterschiedliche Fertigungstechnologien und Baugruppen einzusetzen.

Jens Kokott, Göpel electronic, Jena

Ein System für SMD und THT
AOI-Systeme sind im SMD-Fertigungsprozess voll etabliert und aus diesem nicht mehr wegzudenken. Aufgaben wie Anwesenheits- und Lötstellenkontrolle an ICs und Chip-Bauteilen gehören zur Standardaufgabe und werden prinzipiell von allen Systemen gewährleistet. Unterschiede ergeben sich jedoch bei näherer Betrachtung hinsichtlich der Erkennung kritischer Fehler, der Pseudofehlerrate, ergänzender Prüfmöglichkeiten sowie in Bezug auf die Erstellung von Prüfprogrammen. Im THT-Fertigungsprozess stehen die Systeme jedoch vor neuen Herausforderungen. Grenzen der Systeme ergeben sich dabei weniger durch die Prüfaufgaben als durch die veränderten Rahmenbedingungen auf Grund des Baugruppen- und Bauteilspektrums. In der Tabelle sind diese veränderten Anforderungen im Vergleich zur Prüfung von SMD-Baugruppen aufgelistet.
Prüfung von SMD- und THT-Baugruppen
Speziell bei kleineren und mittleren Fertigungs-Dienstleistern ergibt sich die Forderung nach Einsatz des AOI-Systems für ein breites Produktspektrum. Neben der Prüfung von SMD-Baugruppen sind hierbei auch THT-Baugruppen auf qualitätsgerechte Bestückung und Lötung zu inspizieren. Um die Prüfung in den unterschiedlichen Fertigungsschritten vornehmen zu können, bietet der Einsatz eines Stand-alone AOI-Systems mit manueller Beladung eine besonders hohe Flexibilität. Wünschenswert sind dabei die Inspektion der gelöteten SMD-Baugruppe, die Prüfung der THT-Bauteile vor oder nach dem Lötprozess sowie die Kontrolle der THT-Lötstellen auf der Baugruppen-Unterseite. Aufgrund des offline Prüfprozesses kann dabei von einem manuellen Handling der Baugruppe inkl. dem Wenden für die THT-Lötstelleninspektion ausgegangen werden.
Mit einer entsprechenden Konfiguration des AOI-Systems OptiCon BasicLine sind diese Anforderungen umsetzbar. Für die SMD-Prüfung sowie die Inspektion der THT-Lötstellen steht dazu ein telezentrisches Kameramodul mit einer Auflösung von bis zu 10.5µm sowie einer Bauteilfreiheit von 65mm oberhalb und unterhalb der Leiterplatte zur Verfügung. Die Kontrolle der THT-Bauteile ist in dieser Systemkonfiguration durch ein weiteres Kameramodul mit großem Schärfebereich von bis zu 60mm möglich.
Somit kann das AOI-System in der oben dargestellten Konfiguration für alle Prüfungen innerhalb des nachfolgend aufgeführten Fertigungsprozesses eingesetzt werden:
  • 1.) SMD-Bestückung und -Lötung der Baugruppen-Oberseite
  • 2.) AOI der Baugruppen-Oberseite
  • 3.) SMD-Bestückung und -Lötung der Baugruppen-Unterseite
  • 4.) AOI der Baugruppen-Unterseite
  • 5.) THT-Bestückung
  • 6.) AOI der THT-Bestückung
  • 7.) THT-Lötung
  • 8.) AOI der THT-Lötung
AOI im inline-THT-Prozess
Für den Einsatz von AOI-Systemen in der THT-Linienfertigung ergeben sich in Hinblick auf eine schlüssige Linienintegration folgende Anforderungen:
  • Transport und Inspektion großer Baugruppen mit oder ohne Werkstückträger
  • Adaption an das vorhandene Handlingkonzept (Riemen- oder Staurollentransport)
  • Rückführung der Werkstückträger im unteren Bereich des AOI-Systems
Der Einsatz eines AOI-Systems für THT-Prüfung im verketteten Fertigungsprozess ist zusätzlich noch von dessen technologischer Organisation abhängig. Somit besteht die Möglichkeit, unmittelbar nach der manuellen Bestückung an entsprechenden Arbeitsplätzen eine Inspektion der Bauteile vorzunehmen, um erkannte Fehler im „kalten“ Reparaturprozess vor der Übergabe der Baugruppe zum nächsten Prozessschritt beheben zu lassen. Speziell für diesen Einsatzfall bietet sich das AOI-System OptiCon THT-Line an, welches dazu entweder im Durchlauf-Betrieb oder mit einseitiger Be- und Entladung genutzt werden kann. Die Einbindung von Barcode-, 2D-Code oder RFID-Lesegeräten ermöglicht neben einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit der Baugruppen auch eine automatische Programmauswahl, so dass bei der Prüfung von einer Losgröße „1“ ausgegangen werden kann. Besteht der Fertigungsprozess aus einer durchgehenden Fertigungslinie, so ergeben sich für ein AOI-System typischer Weise zusätzlich erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Prüfgeschwindigkeit. Für eine taktzeitoptimierte Arbeitsweise ist dabei neben kurzen Inspektionszeiten auch ein 3-Segmente-Bandmodul (Staurolle oder Bandantrieb) sinnvoll, um Be- und Entladezyklen während des eigentlichen Prüfvorgangs vornehmen zu können.
Das AOI-System OptiCon TurboLine bietet in seiner Konfiguration für den THT-Prozess diese Möglichkeit und erlaubt neben der Bauteilinspektion auch die Lötstellenkontrolle in einem System ohne Wenden der Baugruppe. Die in der eingangs aufgeführten Tabelle enthaltenen Anforderungen hinsichtlich Bauteilfreiheit und Inspektionshöhe werden dabei von diesem System in einigen Punkten sogar übertroffen. Analog dem OptiCon THT-Line besteht auch in diesem System die Möglichkeit der Rückführung von Werkstückträgern im unteren Bereich des AOI-Systems.
Fazit
Für eine flexible Fertigungs- und Prüfstrategie zur Produktion kleinerer und mittlerer Stückzahlen von mischbestückten Baugruppen ist der Einsatz von Stand-alone AOI-Systemen für die SMD- und THT-Inspektion sinnvoll. Baugruppen können dabei manuell nach dem jeweiligen Prozessschritt dem AOI-System zugeführt werden, um mittels kleiner Qualitätsregelschleifen mögliche Reparaturkosten gering zu halten. Die Verfahrensweise stellt jedoch erhöhte Anforderungen an das eingesetzte AOI-System. Innerhalb eines „reinen“ inline THT-Prozesses stehen neben der eigentlichen Prüfaufgabe auch die nahtlose Integration in das Linienkonzept sowie Baugruppenidentifikation und Rückverfolgbarkeit im Vordergrund. In allen oben genannten Fällen bieten die AOI-Systeme der OptiCon-Familie von Göpel electronic angepasste Konfigurationsmöglichkeiten für eine effektive Nutzung innerhalb des individuellen Fertigungsprozesses.
Electronica, Stand A1.351
Unsere Whitepaper-Empfehlung
INLINE – Der Podcast für Elektronikfertigung

Doris Jetter, Redaktion EPP und Sophie Siegmund Redaktion EPP Europe sprechen einmal monatlich mit namhaften Persönlichkeiten der Elektronikfertigung über aktuelle und spannende Themen, die die Branche umtreiben.

Hören Sie hier die aktuelle Episode:

Aktuelle Ausgabe
Titelbild EPP Elektronik Produktion und Prüftechnik 1
Ausgabe
1.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de