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Hundertprozentige Inspektionsgenauigkeit bei elektronischen Baugruppen

Schnelles CT-Röntgenprüfsystem von Omron für E-Autos und 5G-Produkte
Hundertprozentige Inspektionsgenauigkeit bei elektronischen Baugruppen

Hundertprozentige Inspektionsgenauigkeit bei elektronischen Baugruppen
CT-Röntgenprüfgerät VT-X750-V3 bietet fortschrittliche True 3D-Prüfung elektronischer Substrate, um den wachsenden Anforderungen von Mobilkommunikationssystemen der fünften Generation (5G), Elektrofahrzeugen (EV) und Anwendungen für autonomes Fahren gerecht zu werden Bild: Omron
Omron stellte im Rahmen der productronica in München erstmals das neue VT-X750-V3 vor, das derzeit nach Angaben des Unternehmens schnellste CT-Röntgenprüfgerät der Welt. Das System bietet fortschrittliche True 3D-Prüfung elektronischer Substrate, um den wachsenden Anforderungen von Mobilkommunikationssystemen der fünften Generation (5G), Elektrofahrzeugen (EV) und Anwendungen für autonomes Fahren gerecht zu werden.

Durch Hochgeschwindigkeitsinspektion elektronischer Substratbaugruppen mit 100 Prozent Röntgenstrahlung – ohne Einschränkungen beim Leiterplattendesign – trägt die Lösung zur Sicherheit der Gesellschaft bei. Sie hilft, die Produktqualität zu gewährleisten und gleichzeitig die Produktivität zu erhalten und zu verbessern.

Die Nachfrage nach elektronischen Substraten zur Unterstützung von 5G-, EV- und autonomen Fahranwendungen ist jüngst rasant gestiegen und wird auch weiterhin zunehmen. Diese komplexen Anwendungen können Risiken für Menschenleben mit sich bringen. Daher ist eine absolut verlässliche und hochwertige Prüfung essenziell, um die Zuverlässigkeit, Leistung und Sicherheit der Endprodukte zu gewährleisten. Die Herausforderungen in den Bereichen Design, Herstellung und Prüfung nehmen ebenfalls zu. Ein Beispiel ist die fortschreitende Verdichtung von PCBAs durch IC-Chips, die die Montage von Bauteilen auf beiden Seiten der Leiterplatte und die weitere Konsolidierung von Bauteilen zur Erhöhung der Anzahl der auf der Leiterplatte montierten Komponenten betreffen. Herkömmliche 2D-Röntgenbildverfahren sind unzureichend oder nicht in der Lage, diese Komponenten genau und verlässlich zu prüfen. Aus diesem Grund ist 3D-Prüfung mittlerweile unerlässlich geworden. Das Problem: 3D-Röntgenbildgebung, Bildverarbeitung und -prüfung erfordern viel Zeit. Es ist sehr schwierig, sowohl Top-Betriebseffizienz als auch qualitativ hochwertige Prüfungen zu erreichen.

Durch Schnelligkeit zur 100%-Prüfung

Bislang war es vielfach üblich, die 3D-CT-Prüfung nur für einen Teil der Baugruppe, für besonders kritische Komponenten oder in einer Offline-Prüfzelle außerhalb der Produktionslinie einzusetzen, um Produktions- und Prüfanforderungen vollumfänglich zu erfüllen und mit den Zykluszeiten älterer 2D-Röntgengeräte Schritt zu halten.

Der neue VT-X750-V3 bietet eine 1,5-mal schnellere Prüfgeschwindigkeit als das aktuelle Modell, wodurch eine hundertprozentige CT-Röntgenprüfung selbst komplexer Substrate besser als je zuvor möglich ist. Continuous Imaging Technology (Kontinuierliche Bildgebungstechnologie zur Aufnahme stereoskopischer Bilder ohne Unterbrechung), eine nahtlose, fließende Bewegung durch die Unternehems-eigene Maschinensteuerung und eine Kamera, die doppelt so empfindlich ist wie herkömmliche Technologiedes Unternehmens sorgt außerdem dafür, dass die Einstellungen für die CT-Bildgebung, die für die Inspektion verwendet werden, stärker automatisiert und Programmanpassungszeiten so weiter reduziert werden. Know-how, Erfahrung und Innovationsstärke des Herstellers tragen seit mehr als 30 Jahren dazu bei, die Produktivität der Kunden zu verbessern.

Der Hersteller bietet Komplettlösungen, die helfen, fehlerfreie Produktionslinien zu realisieren. Der VT-X750-V3 ist das neueste Angebot. Er beruht auf dem „i-Automation!“-Konzept, indem die Integration einer breiten Palette von Steuergeräten mit KI kombiniert wird, die speziell an die Lötprüfung angepasst wurde.

Die zentralen Merkmale des Systems auf einen Blick

  • Durch die neue kontinuierliche Bildverarbeitungstechnologie lassen sich Prüfgeschwindigkeiten 1,5-mal beschleunigen:

Das Unternehmen bietet qualitativ hochwertige 3D-CT-Daten (3D-Bilder) bei gleichzeitiger Optimierung der Hardwaresteuerung, um Prüfzeiten zu erreichen, die 1,5-mal schneller sind als die des aktuellen Modells. In anderen Worten, die Zeit für die gesamte Leiterplatteninspektion von Substraten der Größe M ohne Berücksichtigung zum Laden und Entladen der Leiterplatte. Das ist die 3D-Prüfzeit für beide Seiten der Leiterplatte, einschließlich zwei Stück BGA mit 2.000 bis 3.000 Pins oder SiP. Dies ermöglicht eine hochpräzise, hundertprozentige Prüfung ohne Kompromisse in Sachen Produktivität.

Um die Hardware-Steuerung zu optimieren, hat der Hersteller sein Wissen und Know-how im Bereich Bewegungssteuerung gebündelt, um eine schnelle, nahtlose, kontinuierliche Bildgebung sowie eine genauere Positionierung mit Echtzeit-Feedback-Steuerung zu realisieren. Durch diese innovativen Technologien können klare 3D-CT-Bilder geliefert werden. Darüber hinaus reduziert die hochempfindliche Hochgeschwindigkeitskamera gepaart mit den neuesten 3D-Algorithmen das Röntgenrauschen, um die Gesamtleistung und Stabilität der automatisierten Inspektion noch weiter zu verbessern.

  • Prüfung verschiedener Leistungsbauelemente:

Der Hersteller hat eine neue Prüflogik eingeführt, um die Inspektion von Komponenten wie IGBT- und MOSFETwerden häufig für die Lötstelleninspektion von Durchsteckverbindern, die Inspektion von Einpressverbindern und die Inspektion von SiP/PoP-Gehäusen eingesetzt, die in den vergangenen Jahren immer öfter zum Einsatz kommen.

Vor allem die Inspektion von Leistungsbauelementen wird immer wichtiger, da die Leistungshalbleiter von Si zu SIC oder GaN wechseln und Aspekte der Wärmeabgabe immer wichtiger werden. Angesichts der wachsenden Herausforderungen im Bereich der Elektromobilität und der Forderung nach einer höheren Kilometerleistung pro Ladung, verbesserter Leistung und einer Verringerung von Größe und Gewicht sind Probleme mit der Wärmeabgabe unvermeidlich. Das Unternehmen hat fortschrittliche eigene Prüfalgorithmen entwickelt, um kritische Lücken in den Lötstellen gezielt zu prüfen und so die Probleme der Wärmeabgabe zu lösen.

  • Verbesserte Automatisierung und weniger Anforderungen mit AI

Röntgeninspektion erfordert häufig eine Optimierung der Bildgebungsbedingungen aufgrund unterschiedlicher Prüfobjekte, Bauteiltypen oder Bauteilpositionen auf beiden Seiten der Leiterplatte. Bei der Einstellung dieser Bedingungen lassen sich verschiedene Parameter anpassen. Traditionell wurden Einstellungen durch häufiges Ausprobieren immer wieder händisch eingegeben und geändert, bis die optimale Bildeinstellung gefunden war. Jetzt ist es möglich, diese Festlegung mit Hilfe von KI automatisch zu treffen und so den Abstimmungsprozess erheblich zu verkürzen.

3D-CT-Daten, die mit dem VT-X750-V3 erfasst werden, erfordern eine fortschrittliche und leistungsstarke Technologie zur Verarbeitung von 3D-Bildern. Durch die Registrierung der 3D-Bildverarbeitungseinstellungen bereits im Vorfeld ist das CT-Röntgensystem in der Lage, eine verlässliche automatisierte Prüfung am Produktionsstandort durchzuführen. Die Abstimmung dieser Einstellungen kann jedoch spezielle Kenntnisse erfordern. Neue KI-Tools tragen dazu bei, einige dieser Prozesse zu automatisieren und damit sowohl die Einstellungszeit als auch das erforderliche Qualifikationsniveau zu reduzieren.

  • Verringerung der Röntgenbelastung

Ein weiteres wichtiges Anliegen ist es, Bediener vor Röntgenstrahlung zu schützen und das Ausfallrisiko aufgrund einer Überbelichtung von Halbleiterkomponenten auf den zu prüfenden Produkten zu minimieren. Omron hat diesbezüglich eine Funktion entwickelt, mit der sich die Belichtung pro Bauteil an jeder Stelle und auf beiden Seiten der Leiterplatte genau simulieren lässt. Diese neue Funktion reduziert das Risiko von Bauteilausfällen aufgrund einer Überbelichtung durch Röntgenstrahlen, indem sie die Dosierungsmenge überprüft.

industrial.omron.de


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