Inspektion in der Elektronik-
industrie
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Fehler frühzeitig und zuverlässig erkennen

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Qualitätscheck: Elektronikindustrie

Der technologische Fortschritt hat besonders in der Elektronikindustrie enorme Leistungssprünge ermöglicht. Die Rechenleistung Ihres Smartphones ist bei weitem höher als die des Bordcomputers der Rakete der ersten Mondlandung!

Immer kleinere Bauteile erfordern immer präzisere Technologien. Aufgrund erhöhter Fehleranfälligkeit ist automatisierte Prozesskontrolle unverzichtbar, insbesondere bei lebenswichtigen Prozessen wie beim Auslösen eines Airbags. Dieser Artikel behandelt einige der häufigsten Mängel, die bei Produktion und Weiterverarbeitung von Elektronikteilen auftreten können, und wie sich diese mit Hilfe industrieller Bildverarbeitung verhindern lassen.

KONTROLLE VON DISPLAYS


TOTE PIXEL

FEHLERHAFTE AUSRICHTUNG

FEHLFARBEN / MURA-EFFEKT


Immer größere Bildschirmformate, steigende Auflösungen und der zunehmende Einsatz von Displays in Alltagsgeräten verstärkt die Nachfrage nach einer schnellen und zuverlässigen automatisierten Inspektion. Glücklicherweise haben auch die Auflösungen der Sensoren mit dieser Entwicklung Schritt gehalten und so lassen sich selbst die größten 4K-Monitore zuverlässig prüfen.

Das CVB Foundation Package bietet alle notwendigen Werkzeuge für die Prüfung von Displays einschließlich Farbraumkonvertierung und Lookup-Tabellen (LUTs), mit denen sich die Farbwiedergabe von Kameras kalibrieren lässt.


SILIZIUM-SOLARWAFER


Bei der Umwandlung von Silizium in Solarzellen sind die Rohstoffe sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, bevor sie den Zustand erreichen, in dem sie in 200 Mikrometer dicke Wafer geschnitten werden. Bei der anschließenden Reinigung, Positionierung und Qualitätsprüfung ist äußerste Sorgfalt gefragt, um sicherzustellen, dass die kristalline Struktur beibehalten wird. Metallkontakte (Sammelschienen und Kontaktfinger), die den erzeugten Strom weiterleiten, werden an der Oberseite der Wafers positioniert. Auch diese müssen geprüft werden, um Risse oder Brüche auszuschließen.


BRÜCHE VON SAMMELSCHIENEN / KONTAKTFINGERN

Die Line Scan Bar ist prädestinert für die Inspektion von Solarwafern, da dieseTechnologie speziell für die Highspeed-Prüfung von planen Oberflächen optimiert ist. Das kompakte, in sich geschlossene System vereint Sensor, Optik und Beleuchtung in einem einzigen Gerät, ist einfach zu installieren, ein zeitaufwändiges Ausrichten der einzelnen Komponenten entfällt.

Wenn eine Solarzelle für eine Sperrvorspannung (Gegenstrom) ausgelegt ist, emittiert sie Infrarotlicht in einem Wellenlängenbereich von 1100 und 1200 nm. Mikrorisse in der kristallinen Struktur haben zur Folge, dass das Licht dort mit geringer Intensität emittiert wird. Durch den Einsatz einer SWIR-Kamera lassen sich diese Risse frühzeitig erkennen.

KONTROLLE DER WÄRMEABFUHR



Elektronische Komponenten - Überhitzung prüfen

Elektronische Komponenten können bei maximaler Belastung sehr heiß werden. Um sie vor Überhitzen zu schützen sind regelmäßige Kontrollen unerlässlich. Mit Hilfe einer Infrarotkamera und entsprechender Bildverarbeitungssoftware lassen sich Temperaturmessungen vollständig in automatisierte Prüfprozesse integrieren .


STECKVERBINDUNGEN / PINS


Die Prüfung von Pins und Steckverbindungen sind in automatisierten Produktionsprozessen von entscheidender Bedeutung, da sie für die Kommunikation und Signalübertragung unerlässlich sind. Fehlerhaft ausgerichtete Pins können zu Schäden beim entsprechenden Gegenstecker führen. Mit Hilfe von Mustererkennungs-Tools , die in vielen Bildverarbeitungssoftwarepaketen enthalten sind, lässt sich überprüfen, ob die richtige Steckverbindung verwendet wird. Objekte und Muster werden lokalisiert und je nach Übereinstimmungsgrad mit dem Trainingsmodell klassifiziert. Die Werkzeuge können auch zur Posenschätzung (Position, Drehung etc.) eingesetzt werden, was besonders in robotergestützten Pick & Place-Anwendungen gefragt ist.


Um die korrekte Ausrichtung der Pins überprüfen zu können, benötigt man ein telezentrisches Objektiv . Diese Objektive kollimieren das Licht und erreichen eine gleichmäßige Vergrößerung über das gesamte Sichtfeld. Dadurch lässt sich perspektivische Verzerrung vermeiden, wie sie bei Verwendung eines herkömmlichen Objektivs auftreten würde. Die Überprüfung der Pins wird damit erheblich vereinfacht.




VERBOGENER PIN



FEHLERHAFTE STECKVERBINDUNG

Mit Hilfe einer Flüssiglinse lassen sich zusätzliche Merkmale der Pins prüfen. Durch Bewegen von Flüssigkeit um eine elastische Polymer-Membran herum lässt sich die Form der Linse und somit der Fokusbereich stufenlos verändern. In diesem Anwendungsbeispiel können Pins in ihrer vollen Länge inspiziert werden wie die exakte Position ihres Austritts, ihre Höhe, die Form ihrer Spitze und ihre Geradheit.



FALSCHE
PIN-HÖHE



FEHLENDER PIN

LEITERPLATTEN


LÖTFEHLER (BRÜCKEN)

Mögliche Ursachen für eine fehlerhafte PCB-Bestückung reichen von Qualitätsschwankungen beim verwendeten Rohmaterial der Komponenten bis hin zu den Belastungen bei Funktionstests.

Die Durchführung von Inspektionen an möglichst vielen Prüfpunkten während des Produktionsprozesses kann Ausschuss minimieren. Automatisierte Inspektionsprozesse helfen auch sowohl Kosten zu reduzieren als auch die Quote unentdeckter Mängel möglichst niedrig zu halten.

AUSRICHTUNGSFEHLER

FEHLENDE KOMPONENTEN

UNTERBROCHENE LEITERBAHNEN

DEFEKTE LÖTSTELLEN

Mithilfe von Flächen- oder Zeilenkameras und Bildverarbeitungssoftware lassen sich viele der oben genannten Mängel identifizieren. In einigen Fällen empfehlen wir auch eine Kombination aus beiden Kameratypen. In der Praxis setzen wir immer wieder auf die intelligenten 3D-Profil-Sensoren der G2-Serie von LMI, die äußerst zuverlässig die Position von Komponenten in der vertikalen Ebene sowie ihre korrekte Position auf der Leiterplatte prüfen.

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