Optik als Inspiration und Maßstab

Das zweitägige Seminar fand sowohl für Anwender als auch Interessenten zum Thema Automatische Inspektion (AOI/AXI/SPI) bestückter Leiterplatten statt, zu der sich ca. 70 Teilnehmer zusammenfanden.

Enrico Zimmermann

Begrüßung und Firmenvorstellung: 25 Jahre Göpel electronic GmbH

Göpel electronic mit Hauptsitz in Jena hat Niederlassungen in Austin (USA), Cambridge (UK), Hongkong und Chengdu (China) sowie in Bangalore (Indien) und ist damit weltweit vertreten. Die Kunden fertigen hochwertige elektronische Produkte, deren Qualität durch umfangreiche Test- und Inspektionslösungen des Unternehmens sichergestellt werden. Das globale Servicenetzwerk durch eigene Niederlassungen und qualifizierte Partnerfirmen, Produktseminare und Anwendertreffen in verschiedenen Sprachen und Regionen, Kundenplattform Genesis für Online-Produktsupport mit umfangreichen Downloadangeboten inklusive kurzer Reaktionszeiten durch ein leistungsstarkes Supportteam sowie System-Fernzugriff über Internet sprechen dabei für sich. Das Produktportfolio umfasst Automotive Test Solutions, Industrieller Funktionstest, Inspektionslösungen von AOI, AXI, SPI bis IBV (Thema des Technologietages) sowie JTAG/Boundary Scan, um allumfassend mit einem breiten Repertoire die Kunden bei der Herstellung qualitätshoher Produkte zu unterstützen.

Christian Fieg, Itac Software

Wie optimiert MES & Industrie 4.0 die Elektronikfertigung

Das Produktportfolio der Itac Software ist sehr flexibel, daher für nahezu alle produktionsnahen IT-Anforderungen ausgelegt und unterstützt Hersteller sowie Zulieferer aus sämtlichen Industriebereichen der diskreten Fertigungsindustrie. Zur Sprache kam Smart Electronic Factory, eine Industrie 4.0-Initiative, welche die Anforderungen der Industrie 4.0 mittelfristig im Branchensegment Elektronik realisieren und auf weitere Branchen adaptieren soll. Hierbei ist eine Informations- und Demonstrationsplattform für die Industrie 4.0 als Evaluierungsumgebung in eine reale Elektronikfabrik implementiert. Unter Einbeziehung aktueller Daten ist eine Simultaneous Ressourcenplanung möglich und so das Material zur richtigen Zeit am richtigen Ort. Auch hat das Unternehmen Cloud-Computing-Konzepte entwickelt, welche auf das Verlagern einzelner Systeme abzielt, die zuvor durch den Anwender vor Ort betrieben wurden. Das Ergebnis ist ein flexibler und skalierbarer Betrieb der gesamten IT-Landschaft durch einen externen Dienstleister, der einen Pool aus abstrahierter, hochskalierbarer und verwalteter IT-Infrastruktur vorhält. In der Cloud werden dann die Anwendungen betrieben und gemäß dynamischer Geschäftsprozesse entsprechend höchster Sicherheitsrichtlinien eingesetzt. Mit Einführung einer MES-Lösung lassen sich nicht nur Wartungskosten reduzieren, sondern auch die Produktivität steigern.

Dr. Jörg Schambach

3D-Lotpasteninspektion: Die Zuverlässigkeit der Messung ist das Maß aller Dinge

Durch die Darstellung der Unterschiede von 2D- zu 3D-Testkriterien – mit 2D lassen sich zwar Offset, Brückenbildung und Flächenbedeckung nachweisen, doch nur mit 3D sind die Bestimmung von Höhe und Volumen möglich – wurde deutlich, dass eine volle Testabdeckung lediglich mit dreidimensionaler Auswertung realisierbar ist. Die SPI-Systeme sollten eine einfache Programmierung, zuverlässige Inspektion, hohe Präzision, Wiederholbarkeit, Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit neben komfortablen statistischen Auswertmöglichkeiten, Closed-Loop zu Pastendruckern sowie Verknüpfung zu anderen Inspektionssystemen zur Prozessoptimierung aufweisen. Das SPI-Line 3D des Unternehmens ist zusätzlich mit Highspeed 3D-Doppelprojektions-Sensor, hochdynamischem Linear-achssystem und intuitiver, benutzerfreundlicher Software für kurze Programmierzeiten ausgestattet. Zusammenfassend lässt sich eine volle Testabdeckung nur mit einer 3D-Lotpasteninspektion erreichen, da hierbei Pastendefekte mit hoher Präzision und Geschwindigkeit erkannt werden. Die Leistungsfähigkeit von SPI-Systemen wird wesentlich durch die Ergebnisse der Messsystemanalyse charakterisiert. Insofern schafft der Einsatz des SPI-Line 3D neue Möglichkeiten der Prozessoptimierung und -stabilisierung.

Thomas Hessland

Multidimensional: 2D- und 3D-Inspektion mit dem AOI-System Vario Line

Das AOI Vario Line ist die Weiterentwicklung des Advanced Line und verfügt über ein neues Kameramodul mit einer Orthogonal- sowie vier Schrägblickkameras für eine 360°-Inspektion und Multispektralbeleuchtung von blau bis infrarot. Alle Kameras weisen ein großes, deckungsgleiches Betrachtungsfeld mit sehr kurzer Bildaufnahmezeit auf. Die telezentrische Messung verhindert Abschattungen, die adaptierte Schärfeebene der Schrägblick-Module sorgt für ausgezeichnete Bildqualität. Das System ist mit dem 3D-EyeZ kombinierbar und verspricht in dieser Ausführung neben schattenfreier 3D-Messung von Bauteilen und Lötstellen die Taumelkreis- und Setztiefenprüfung von Steckverbinderpins inklusive Pinhöhe. Das Vario Line Basissystem ist ein leistungsfähiges AOI-System in kompakter Bauweise, flexibel konfigurierbar. Die leistungsstarke Kombination aus 2D-/3D- und Beleuchtungstechnologien in einem Modul zeichnen zudem das Inspektionssystem aus.

Jens Kokott in Vertretung von Oliver Barth, SK-tronic

AOI-Software Pilot 6 in der Praxis – Anwendererfahrungen

Der EMS-Dienstleister SK-tronic betreibt seit 2015 das Advanced Line mit drehbarem Schrägblickmodul Chameleon in Verbindung mit Pilot 6.0 als Beta-Tester. Das in 2007 angeschaffte AOI/AXI-System läuft unter Pilot 5.1, so dass durchaus ein Vergleich gezogen werden konnte. So ist das Pilot 5.x stark zugeschnitten auf spezielle Prüfaufgaben. Es sind sehr viel Parameter pro Funktion vorhanden, die Anpassung an die Bauform erfolgt durch Veränderung der Parameter in einer Funktion. Dagegen liefert Pilot 6.0 einen überschaubaren Umfang von Standardfunktionen, weniger Parameter pro Funktion und die Anpassung an das Bauelement lässt sich durch Zusammensetzen einzelner Funktionen realisieren. Der Bestück-Datenimport ist genauso wie das Anlernen eines Modells vollständig integriert. Der Bildfilter bietet neue Möglichkeiten zur besseren Erkennung, die Polungsprüfung und Passmarkenerkennung passiert über Formsuche. Nicht nur ergonomisch ist Pilot 6.0 auch über Touchscreen bedienbar. Die wichtigsten Verbesserungen finden sich im Bibliotheksaufbau und der Softwarestruktur sowie in der Zeiteinsparung bei Programmerstellung und Debug, der Umstieg auf Pilot 6.0 ist also durchaus lohnenswert. Aus Sicht von Göpel electronic ist Pilot 6.0 für Neueinsteiger wesentlich einfacher zu bedienen, so dass die Schulung um einen Tag gekürzt werden konnte.

Marius Otto

Individualität gewünscht? THT-Inspektion von oben, unten und innen…?

Nachdem THT-Baugruppen noch immer allgegenwärtig sind, lohnte sich der Ausflug in diese Art der Inspektion, um typische Fehler wie fehlende Bauteile, falsche Bauteiltypen oder Bauteilwert, falsche Farbe oder verpoltes Bauteil, Kurzschluss, fehlendes Pin, unzureichende Lötung oder Lotperlen detektieren zu können. Mit dem wichtigsten Merkmal der Effizienz ist eine automatisierte Prüfung zwingend notwendig. So werden bei der Inspektion von oben Bauteil-Anwesenheit, Polaritätserkennung, Klarschrifterkennung, Farbprüfung sowie Farbringerkennung aufgespürt, was am THT Line in Zusammenarbeit mit Pilot 5.3 sowie Multi Cam Line demonstriert wurde. Die typischen Prüfungen für THT-Lötstellen von unten gehen mit flexibler Beleuchtung bzgl. Richtung, Intensität und Wellenlänge sowie modularen Prüffunktionen für Pin, Lötstelle, Kurzschluss und Lotperlen vonstatten. Vorgestellt wurden die Konfigurationsvarianten der THT-Line zur Inspektion der Bauteilseite und/oder Lötseite. Nicht unerwähnt blieb dabei auch die Kooperation mit Eutect, um durch Einsatz optischer Prüfsysteme im Folgeprozess automatisierter Verbindungstechnikanlagen den Lötvorgang noch besser überwachen zu können, um eine gleichbleibende Qualität der Lötstellen zu gewährleisten. Das THT Line ist ein AOI-System zur parallelen THT-Bauteil- und Lötstelleninspektion und kann sowohl durch manuelle Zuführung der Baugruppe als auch durch Inline-Integration in ein Staurollen-Transportsystem erfolgen. Es ermöglicht die automatische optische Inspektion von THT-bestückten Leiterplatten mit einer Bauteilhöhe von bis zu 80 mm und kann optional mit dem Mulitkamera-Bildaufnahmemodul MultiEyes ausgerüstet werden.

Andreas Türk

Von Automotive bis Medizintechnik: Kombinierte 3D Röntgen (AXI) und AOI Inspektion in der Serie

Am Praxisbeispiel einer High Volume Automotive Baugruppe wurde die X-Line 3D sowohl als Insellösung als auch im Inline-Betrieb aufgezeigt. Mittels typischer Fehler wurde die Strategie des Röntgensystems demonstriert, welche die Prüfung aller verdeckten oder sichtbaren Lötstellen mittels Röntgen sowie die Prüfung aller nicht sichtbaren Merkmale mit AOI sowie topoView aufzeigte. Die Prüfprogramme lassen sich schnell und effektiv durch Pilot AXI optimieren und eine Debug Statistik erstellen. Für eine hohe optische Prüfabdeckung ist AXOI ein Muss, so das Fazit des Redners. Eine BGA, QFN und THR Inspektion sind optisch nur mittels Röntgen möglich. 2D und 2,5D Röntgensysteme sind nur bedingt geeignet, da Überlagerungen und Bilder bei aufwendiger Programmierung nur schwer zu interpretieren sind. Das X-Line 3D AXOI prüft alle Lötstellen mittels Röntgen, bei beidseitiger Bestückung werden beide Seiten gleichzeitig geprüft, alle für das Röntgen nicht sichtbaren Merkmale werden mittels AOI detektiert. Ein weiterer Vorteil: die Lötstellen werden stets in Draufsicht gezeigt, womit eine einheitliche Bibliothek verwendbar ist.

Fabian Kast, Airbus Defence and Space

Vollständige 3D Röntgenprüfung von Baugruppen aus der Luft- und Raumfahrtindustrie

Bei einer sehr geringen Stückzahl, sprich einer typischen Losgröße von 5 bis 20 Stück hat das Unternehmen Losgrößen von 1 bis 300 mit einer sehr hohen Baugruppenvielfalt. Die Implementierung des AXOI realisierte eine Prüfabdeckung zu 100 %. Wurden die Röntgenbilder vorher noch manuell bewertet, ist dieser Prozess nun automatisch, was dem Unternehmen ungeahnte Einsparungspotenziale brachte. Auch wurde die Anzahl der Pseudofehler massiv reduziert. Unterm Strich lies sich feststellen, dass ein Fertigungslos allein eine Einsparung durch das AXOI von ca. 4,8 Stunden brachte, die Programmierkosten von 25 Stunden amortisierten sich bereits beim sechsten Fertigungslos, trotz der sehr komplexen Boards mit vielen Lötstellen. Sein Resümee: AXOI gehört zu den Grundzutaten einer Elektronikfertigung der Zukunft.

Jens Kokott

Pilot Connect: Bereit für Industrie 4.0 und mehr…

Mit Pilot Connect lassen sich alle Inspektionsdaten der automatischen optischen, Lotpasten- und Röntgeninspektion miteinander verbinden. Die einheitliche Schnittstelle erfasst und verwaltet zentral die Maschinen- und Betriebsdaten der angebundenen Systeme, um diese auf einem Verifikations- und Reparaturplatz zusammenzuführen. Insofern ist eine sichere Beurteilung der Fehler garantiert, der Fertigungsprozess wird optimiert und die Produktionskosten gesenkt. Verschiedene Varianten der MES-Anbindung ermöglichen eine Qualitätsdatenerfassung, eine Prozesssteuerung mit Verriegelung sowie die Maschinendatenerfassung zur Detektion nicht genutzter Ressourcen. Zur Bewältigung der hohen Anfragen wurde im Unternehmen ein Team ins Leben gerufen, das sich mit Schnittstellen etc. beschäftigt. Pilot Connect ermöglicht ein zentrales Daten-Management für Inspektionssysteme, eine sichere Verifikation durch gemeinsame Anzeige aller Inspektionsergebnisse, eine effiziente Arbeitsweise durch die zentrale Verifikation sowie die Einbindung von Fremdsystemen.

Sven Hollmann

Göpel Webshop und weitere Serviceangebote

Ein optimaler Kunden- und Produktsupport gehört zur zentralen Firmenphilosophie des Unternehmens. Mittels Ticketsystem werden die Kundenanfragen erfasst und per Express bearbeitet, wozu eine einmalige Anmeldung mit der notwendigen Umsatzsteuernummer erforderlich ist. Eine umfassende Betreuung per Telefon, Email und Internet ist durch erfahrene, qualifizierte Applikationsingenieure für die speziellen Anforderungen und Problemlösungen vor Ort gegeben. Für eine jährliche Wartung der Systeme sollten ca. acht Stunden eingeplant werden. Unter der Kundenwebsite www.goepel-genesis.com können Softwareupdates, neueste Produktinformationen und -publikationen bezogen werden.

Praktische Anwendungen

Der anschließende Tag wurde durch Präsentationen mit praktischen Anwendungen in Arbeitsgruppen im Unternehmen durchgeführt. Dabei wurden die Inspektion von THT-Baugruppen am AOI-System THT-Line, 2D-/3D-Inspektion von SMD-Baugruppen am AOI-System Vario Line, die Inspektion von Lot- und Sinterpasten am SPI-Line 3D, kombinierte AXI- und AOI-Inspektion von SMD-Baugruppen am AXOI-System X-Line 3D, AOI-Software Pilot 5.3 in der Praxis sowie Funktionen und Struktur der AOI-Software Pilot 6.0 durchgegangen und den Teilnehmern direkt vor Ort näher gebracht. (dj)