Wer ein AOI-System kaufen will, hat selten Zeit, die unzähligen Neugeräte am Markt zu evaluieren und zu testen. Das ist auch den Herstellern bekannt – daher werben einige mit Angaben, welche die Physik nicht hergibt. Die Spezialisten von ATEcare fragen ihre Kunden, wofür sie die 3D-AOI einsetzen möchten. Themen sind die Vermessung von Bauteilen und deren Positionierung, die Überprüfung der Koplanarität, die Sicherstellung von Messungen zur Passgenauigkeit und eine 3D-Ansicht bei der Visualisierung – dies wäre speziell am Reparaturplatz ein schönes Add-on.
Braucht es wirklich die μm-genaue Höhenvermessung eines ICs, das in sich schon grös-sere Toleranzen hat? Gibt es Systeme, die nur noch vermessen und daher ein Debugging unnötig machen? Wie sieht es mit Produktionstoleranzen aus? Müssen sich die Kunden an die Einstellungen anpassen oder umgekehrt? Es braucht die richtigen Fragen, damit Kunden schnell die für sie optimale Lösung erhalten.
Sichere Prozesskontrolle mit Color Highlight
ATEcare bietet mit den AOI von Omron bereits seit Jahren eine 3D-Technologie an, welche die Lötstellen in Länge, Breite und Höhe vermessen kann. Sie ist daher ein sicheres Werkzeug für die Prozesskontrolle. Bei der speziellen Farbtechnologie – Color Highlight genannt – strahlt das AOI aus genormten Winkeln entsprechende Farbverläufe ein. Aus der Reflexion von den Lötstellen sind die exakten Winkel und damit auch die geometrischen Masse auswertbar. Dies funktioniert zuverlässig, selbst wenn Einstrahlungen abgeschattet werden oder Reflexionen durch diffuse Oberflächen entstehen.
Moiré – ein Verfahren mit Grenzen
In aller Munde ist das Moiré-Verfahren. Es hat jedoch weder die Farbenvielfalt noch die winklige Bandbreite der Lichteinstrahlung. Damit es sich für die exakte Vermessung eignet, muss es auch mit sehr schmalen Streifen operieren können. Das Auffinden winziger Abheber von Pins oder gar eine winklige Betrachtung ist damit nicht zuverlässig möglich. Nicht zu verwechseln ist die winklige Projektion mit winkligen Kameraansichten – Moiré leuchtet unter Schrägen, kann aber dort nichts «sehen». Daher sind in manchen Fällen trotzdem Seitenkameras nötig.
Das Verfahren ist vor allem in SPI-Anwendungen verbreitet und etabliert – Anwender messen dort im μm-Bereich. Eine Interpolation der Software macht Sinn, wenn Reflexionen nicht zum Pastenverlauf passen. Mit einem Streifenlichtverfahren ist auch die Bauteilhöhe physikalisch begrenzt – es sei denn, man verändert die Streifenbreite. Dies wirkt sich aber negativ auf die Genauigkeit aus. Abhilfe schaffen sogenannte Multi-Phase-Shift-Projektoren, die je nach Bedarf entsprechende Streifenmuster einbringen. Zwar ist Moiré wegen seiner physikalischen Einschränkungen kein Wundermittel, kann aber in entsprechender Anwendung auch Sinn in einer 3D-AOI machen.
Mehr Funktionalität ohne zusätzlichen Aufwand
Omron hat eine neue Combo-SJI-Technologie entwickelt, die herkömmliche, sichere AOI-Algorithmen mit den sinnvollen Funktionalitäten des Moiré-Verfahrens kombiniert. Bei der Entwicklung gab es einige Punkte zu beachten: Erstens galt es, die physikalischen Grenzen zu berücksichtigen. Zweitens sollte den Kundenanforderungen nach verbesserter Visualisierung und erweiterten Funktionalitäten Rechnung getragen werden. Drittens sollte der Kunde keinen zusätzlichen Aufwand haben. Mit der SJI-Technologie stehen nun am Programmier- und insbesondere auch am Reparaturplatz alle 2D- und 3D-Informationen und -Bilder zur Verfügung.
Die Hardwareeinstellungen bilden auch bei der neuen S730 eine Konstante: Beleuchtungen, Kameraeinstellungen und Achsenverschiebungen bleiben unverändert. So können Anwender Programme zu 100 Prozent extern erstellen, debuggen und auf jedes S730-Gerät portieren. Dies verringert auch die Pseudofehlerrate, da man keine Hardwarekomponenten berücksichtigen muss.
Schnelle Reaktionszeit ist gefragt
Der Kunde erhält eine anpassbare Ausgangsbibliothek und bestimmt, mit Hilfe von verschiedenen Werkzeugen, welche Qualität er prüfen möchte. Die Zeiten, als man AOI oft nur zum Auffinden von Fehlern benutzte, sind vorbei. Wer schon jahrelang mit solchen Geräten arbeitet, will Prozessfehler aufspüren, damit diese gar nicht erst wieder auftreten können. Dazu braucht es Werkzeuge, um bei einer Fehlererscheinung möglichst zeitnah reagieren zu können. 3D-Bildmaterial aus SPI-, AOI- und AXI-Systemen lässt sich ideal zusammenbringen und in allen Dimensionen bewegen. Dies gewährt alle nötigen Einblicke, die aufgenommenen Messwerte stehen sofort zur Verfügung. Anwender können diese Funktion als Programmier- und Debug-Werkzeug verwenden, aber auch Querschnitte erstellen oder sich durch 3D-Informationen hindurchscrollen.
Das Gesamtkonzept beachten
Neben 3D-AOI gibt es weitere Möglichkeiten, Prozessfehler zu erkennen. Für kleinere oder verborgene Strukturen eignen sich beispielsweise 3D-Röntgenlösungen. Auch diverse elektrische Tests sind aus der Praxis nicht wegzudenken. Wichtig ist, mit dem Anwender ein abgestimmtes Testkonzept zu erarbeiten und bereits bei der Entwicklung mit einzubeziehen.
ATEcare liefert 3D-SPI-, AOI- und AXI-Lösungen, kann aber Kunden auch bei anderen bekannten und etablierten Testkonzepten unterstützen.
Infoservice
ATEcare Alexander Hoertner
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