Jens Kokott, GÖPEL electronic, zu 3D-AOI

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Die Firma GÖPEL electronic hat auf der SMT Hybrid Packaging 2014 ein neues 3D-AOI-System vorgestellt. Jens Kokott, Bereichleiter AOI-Systeme bei GÖPEL electronic, beantwortete zur Thematik „3D-AOI“ einige Fragen.

Die Firma GÖPEL electronic hat auf der SMT Hybrid Packaging 2014 ein neues 3D-AOI-System vorgestellt. Jens Kokott, Bereichleiter AOI-Systeme bei GÖPEL electronic, beantwortete zur Thematik „3D-AOI“ einige Fragen:

GSP: Es herrscht ein förmlicher Hype um 3D, insbesondere bei optischer Inspektion ist dieser Begriff in aller Munde. Wie bewerten Sie diesen Trend bei AOI-Systemen?

Jens Kokott: Die Verfügbarkeit von realen Messwerten z.B. für die Qualitätskontrolle von Lötstellen, bietet natürlich entscheidende Vorteile. Bei herkömmlichen AOI-Systemen kommen interpretative Verfahren zum Einsatz, bei denen man die an Lötstellen entstehenden Reflexionen als Qualitätsmerkmal verwendet. Damit werden durchaus respektable Ergebnisse hinsichtlich Fehlererkennung erzielt, jedoch stehen nie exakte Werte z.B. hinsichtlich des Lot-Anflusswinkels oder des Lot-Volumens zur Verfügung. 3D-Messsysteme bieten nun diese Möglichkeit.

GSP: Sie werben damit, dass bei Ihrem System ab sofort gepunktet wird, Streifen waren gestern. Welche technischen Vorteile bringt denn eine Punkteprojektion gegenüber der Streifenprojektion?

Jens Kokott: Die Projektion von Punkten ist natürlich nur ein äußeres Erscheinungsbild unserer Technologie. Entscheidend ist jedoch das eigentliche Messverfahren zur Ermittlung der Höhenwerte. Dieses unterscheidet sich maßgeblich darin, dass in unserem Fall Projektions- und Betrachtungsrichtung identisch sind und nicht den sonst üblichen Triangulationswinkel aufweisen müssen. Damit können wir die Messwerte orthogonal und sogar telezentrisch aufnehmen. Daher rührt auch der Name der Technologie: TMSA steht für Telecentric Multi Spot Array (Bild rechts).

goepel_jens_kokottGSP: Welche Vorteile bringt dies nun dem Anwender konkret bei der Inspektion von Baugruppen? Was kann er damit mehr sehen oder besser messen?
Jens Kokott: Durch diese Technologie kann man direkt senkrecht von oben die Topografie auf der Leiterplatte erfassen. Da, wie bereits erwähnt, sowohl Projektion als auch Messwertaufnahme aus dieser Richtung erfolgen, können Messungen auch direkt in tiefen Bauteilschluchten vorgenommen werden. Abgeschattete Bereiche, welche selbst bei mehreren Projektoren aus physikalischer Sicht beim Triangulationsverfahren keine Werte liefern können, gehören somit der Vergangenheit an. Damit ergibt sich im Ergebnis eine höhere Fehlererkennung für den Anwender, da er z.B. auch in der Nähe von hohen Bauteilen oder Schirmblechen Messergebnisse von Lötstellen und Bauelementen erhält. Gerade für Fertigungsdienstleister stellt dies somit eine Sicherheit dar, da gerade diese Firmen nie vorhersagen können, welchem Baugruppenlayout bzw. Bauteilspektrum sie morgen gegenüberstehen.

goepel_tmsa_technologieGSP: Das klingt natürlich sehr interessant – wie sieht es nun aber hinsichtlich der Prüf- bzw. Messgeschwindigkeit aus? Lässt sich dieses Verfahren denn auch flächendeckend auf einer Baugruppe einsetzten ohne dass das 3D-AOI-System zum Flaschenhals wird?

Jens Kokott: Auch hinsichtlich der Messgeschwindigkeit bringt das beschriebene Verfahren signifikante Vorteile gegenüber den aktuell verfügbaren 3D-Systemen. Wir haben hier eine Kombination aus Scannen und Punkt-zu-Punkt Bewegung entwickelt, welche dem Anwender eine Skalierung der Auflösung und der geforderten Messgeschwindigkeit ermöglicht. Ein 3D-Vermessung kann dadurch mit bis zu 70cm²/s vorgenommen werden, was sogar für 2D-AOI-Systeme einen Spitzewert darstellt.

Möglich wird dies zum Einen durch die integrierte Kameratechnologie und zum Anderen durch eine massive Parallelisierung der Datenverarbeitung. Der Anwender muss sich hiermit keinerlei Kompromissen hinsichtlich eines Einsatzes als auch der Anzeige der Ergebnisse (z.B. am Reparaturplatz) hingeben.

goepel_3daoi_hoehenkarteGSP: Ist nach der dreidimensionalen optischen Inspektion überhaupt noch eine Weiterentwicklung denkbar?

Jens Kokott: Natürlich kommt man mit der ständigen Weiterentwicklung der AOI-Systeme immer dichter an eine 100%ige Fehlererkennung auf Baugruppen heran. Allerdings gibt es Grenzen hinsichtlich verdeckter Prüfmerkmale, z.B. bei Lötstellen an BGAs oder Lufteinschlüssen in Kühlflächen. Diese Limitierungen lassen sich jedoch durch eine intelligente Kombination von unterschiedlichen Prüftechnologien aufweiten. Interessant ist dabei nicht nur die Ergänzung mit anderen Inspektionstechnologien wie z.B. Röntgen, sondern ebenso mit elektrischen Testverfahren. GÖPEL electronic bietet ja bereits jetzt die Integration von Boundary Scan oder optoelektronischem Funktionstest als Integrationsmöglichkeit in AOI-Systeme an. Hier ist für die Zukunft noch ein enormes Potential hinsichtlich der Anwendung vorhanden um die Fehlererkennung mit nur einem System weiter zu erhöhen.

www.goepel.com