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Baugruppentest
Im Auge des Chamäleons
Schrägblickinspektion verbessert die Fehlererkennung
Bild: Fotolia, florence vanpoulle
Schrägblickmodul „Chamäleon“ zur
Integration in AOI-Systeme.
AOI-Systeme sind im Fertigungsprozess von elektronischen Baugruppen zu einem
unverzichtbaren Bestandteil für die Qualitätssicherung geworden. Dem Anwender
steht eine breite Palette von Systemvarianten zur Verfügung. Die besten Ergebnisse
bei gleichzeitiger Unabhängigkeit in Bezug auf Leiterplattenlayout und Bestücksituation leistet die Schrägblickinspektion.
Autor: Jens Kokott
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elektronikJOURNAL 09a/2009
www.elektronikjournal.com
Baugruppentest
Der Einsatz von Schrägblickinspektion ist für die Prüfung von
Lötstellen an PLCC-Bauteilen notwendig und bietet zudem eine
höhere Inspektionsqualität an Pins sämtlicher anderer IC-Bauformen, zum Beispiel SO, QFP und mehr. Bei letztgenanntem Lötstellentyp ist die Fehlererkennung zwar prinzipiell auch mit orthogonaler Betrachtung möglich, jedoch hat die Layout-Situation an
der Lötstelle einen maßgeblichen Einfluss auf die Erkennungssicherheit. Abhilfe kann eine schräge Betrachtungsweise schaffen,
die zusätzliche Bildinformationen zur Auswertung liefert.
Doch schräg alleine genügt nicht. Neben einem erhöhten Zeitaufwand durch zusätzliche Bildaufnahmen und das oftmals wesentlich kleinere Betrachtungsfeld kann auch bei einer Schrägblickprüfung die Bauteilanordnung auf der Leiterplatte die
Betrachtung der zu prüfenden Lötstellen behindern. Mit dem
drehbaren Schrägblickmodul „Chamäleon“ hat Göpel Electronic
ein Gerät entwickelt, das im Zusammenspiel mit einer intelligenten
Prüffunktion eine Layout-unabhängige und sichere Fehlererkennung ermöglicht.
Lifted Leads gehören zu kritischen Fehler bei der Fertigung
elektronischer Baugruppen. Sie entstehen zum Beispiel durch
hochgebogene Pins im Vergleich zu Nachbarpins oder durch verminderte Benetzung. Im elektrischen Test (ICT, Boundary Scan,
Funktionstest) ist durchaus ein elektrischer Kontakt der Pins zum
Pad möglich – im realen Einsatz kann es jedoch zu Unterbrechungen und damit zum Funktionsausfall der Baugruppe kommen. Erschwert wird die Erkennung dadurch, dass sich Lifted
Leads in ihrem Erscheinungsbild sehr stark unterscheiden. Lotmenge, die Abmessungen des Pads und die Pinhöhe haben maßgeblichen Einfluss auf die Ausprägung der Lötstelle und damit auf
die Lifted Leads.
Lernen anhand von Beispielen
Als Basis für die Entwicklung eines leistungsfähigen Schrägblickmoduls hat Göpel Electronic einen Katalog erstellt, der vielfältige
Erscheinungsformen von Lifted Leads und deren Kombinationen
beinhaltet. Danach suchte man in enger Zusammenarbeit mit Anwendern reale Muster für die einzelnen Kategorien. Mehrere tausend Beispiele von Lifted Leads ermöglichten die Entwicklung
eines Aufnahmeverfahrens mit hoher Erkennungsrate.
Das verwendete Schrägblickmodul verfügt über ein Betrachtungsfeld von 42 mal 42 Millimeter und liefert Bilder mit hoher
Schärfentiefe bei einer Auflösung bis zu 10,5 Mikrometer pro Bildpunkt. Die Aufnahmen waren Ausgangspunkt für die Entwicklung
eines Algorithmus, der die automatische Erkennbarkeit dieses
Die AOI-Systeme der
Opticon-Serie sind optional
mit dem drehbarem
Schrägblick-Modul
„Chamäleon“ verfügbar.
Fehlertyps unter sämtlichen Rahmenbedingungen ermöglicht. Besonderer Wert wurde auf eine IPC-nahe Lötstellenanalyse gelegt,
die nur bei einer seitlichen Betrachtungsweise der IC-Pins möglich
ist. Diese Methode bietet zusätzlich den Vorteil, dass sich zwei gegenüberliegende Pin-Reihen eines IC gleichzeitig prüfen lassen.
Selbst bei Bauelementen mit Pins an allen vier Seiten sind nur zwei
um 90 Grad versetzte Inspektionen notwendig. Das Ergebnis überzeugte: Tests an allen verfügbaren Lifted-Lead-Mustern konnten
mit dem Ergebnis einer hundertprozentigen Fehlererkennung
ohne Erhöhung der Pseudofehlerrate abgeschlossen werden.
Beliebig drehbar
Weitere Überlegungen galten dem Einsatz in kritischen Bestücksituationen – zum Beispiel Verdeckung durch höhere Bauteile –
und die Prüfung von Bauelementen in beliebigen Winkellagen. Als
Ergebnis ist die Blickrichtung in Ein-Grad-Schritten über einen
Bereich von 360 Grad drehbar. Dadurch lassen sich nicht nur gewinkelte Bauteile leichter prüfen – auch Lötstellen, die durch andere Module verdeckt sind, können durch eine Drehung um wenige
Grad leicht eingesehen werden. Mit der Möglichkeit der Integration in Inline- und in Stand-Alone-AOI-Systeme eignet sich die
Technologie auch für geringe Losgrößen. (stu)
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Der Autor: Jens Kokott, Bereichsleiter AOI/AXI-Systeme
bei Göpel Electronic.
Auf einen Blick
Sicher und Variabel
Alle Abbildungen: Göpel
Mit der hohen Erkennungsrate und den flexiblen Einsatzmöglichkeiten ist das Chamäleon von Göpel Electronic ein wertvolles Qualitätssicherungswerkzeug in der Leiterplattenherstellung. Die Kompatibilität mit verschiedenen Systemen ermöglicht den Einsatz auch im
Bereich der Kleinserienfertigung. In Österreich und in der Schweiz
werden die Göpel-Geräte von ad+t vertrieben.
Verdeckung von IC-Pins durch THT-Bauteile bei möglicher
Schrägblick-Inspektion.
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Link zu Göpel Electronic, ➤ Halle A1, Stand 239
VORTEIL Hohe Erkennungsrate bei flexiblem Drehbereich.
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