Inspektion in der Elektroindustrie >

Fehler frühzeitig und zuverlässig erkennen

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Qualitätscheck: Elektronikindustrie

Der technologische Fortschritt hat besonders in der Elektronikindustrie enorme Leistungssprünge ermöglicht. Die Rechenleistung des Smartphones in Ihrer Tasche ist bei weitem höher als die, die für das erste Space Shuttle zum Mond zur Verfügung stand!

Immer kleiner werdende Dimensionen von Bauteilen erfordern immer präzisere Technologien. Aufgrund erhöhter Fehleranfälligkeit ist automatisierte Prozesskontrolle unverzichtbar, insbesondere bei lebenswichtigen Prozessen wie das Auslösen eines Airbags. Dieser Artikel behandelt einige der häufigsten Mängel, die bei Produktion und Weiterverarbeitung von Elektronikteilen vorkommen können, und wie sie sich 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 Monitoren 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 sich in nur wenige 200 Mikrometer dicke Wafer schneiden lassen. Bei der anschließenden Reinigung, Positionierung und Qualitätsprüfung ist äußerste Sorgfalt gefragt, um sicherzustellen, dass sie ihre kristalline Struktur beibehalten. 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 ihre Technologie für die Highspeed-Prüfung von planen Oberflächen optimiert ist. Das kompakte, in sich geschlossene System vereint Sensor, Optik und Beleuchtung in einem einzigen Gerät, so dass es einfach zu installieren ist und das zeitaufwändige 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 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 (Signalübertragung) unerlässlich sind. Fehlerhaft ausgerichtete Pins können sogar 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. Sie lokalisieren Objekte und Muster und klassifizieren diese je nach Übereinstimmungsgrad mit dem Trainingsmodell. 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 auf eine gerade Ausrichtung wird damit erheblich vereinfacht.




VERBOGENER PIN



FEHLERHAFTE STECKVERBINDUNG

Mit Hilfe einer Flüssiglinse lassen sich zusätzliche Teile der Pins prüfen. Durch Veränderung der Menge an optischer Flüssigkeit in der elastischen Polymer-Membran lässt sich die Form der Linse und somit der Fokusbereich stufenlos verändern. Für unser Anwendungsbeispiel bedeutet das, dass man die Pins in ihrer vollen Länge inspizieren kann sowie die exakte Position ihres Austritts, ihre Höhe, die Form ihrer Spitze und ihre Geradheit.



FALSCHE
PIN-HÖHE



FEHLENDER PIN

LEITERPLATTEN


LÖTFEHLER (BRÜCKEN)

Es gibt viele mögliche Ursachen für fehlerhaftes PCB-Design, angefangen mit 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. Und wo immer möglich, helfen automatisierte Inspektionsprozesse, sowohl Kosten als auch unentdeckte Mängel niedrig zu halten.

AUSRICHTUNGSFEHLER

FEHLENDE KOMPONENTEN

DRAHTBRUCH

OFFENE LÖTSTELLEN

Durch Verwendung einer Flächen- oder Zeilenkamera (oder einer Kombination aus beidem) und Bildverarbeitungssoftware lassen sich viele der oben genannten Mängel identifizieren. Die intelligenten 3D-Profil-Sensoren der G2-Serie von LMI überprüfen zuverlässig die Position von Komponenten in der vertikalen Ebene sowie ihre korrekte Position auf der Leiterplatte.

Lösungen für die Elektronikindustrie

Erfahren Sie, wie die industrielle Bildverarbeitung im Bereich Elektronik, Halbleiter und Solar dazu beiträgt, Automatisierungsprozesse zu verbessern und die Produktionseffizienz zu steigern.

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