Startseite > Messen + Testen > Testsysteme > Röntgen in 3D

Prüfkonzepte für die manuelle und automatische Röntgeninspektion

Röntgen in 3D

8. September 2015, 15:24 Uhr | Von Peter Krippner, Bereichsleiter Baugruppeninspektion, Viscom AG

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Rahmenbedingungen der Röntgenprüfung

Es gibt äußere Faktoren, die das Konzept der Röntgenprüfung erheblich beeinflussen können, beispielsweise die Kundenanforderungen an die Prüfung, das Einsatzgebiet der Baugruppen oder auch der Aufbau der Fertigungslinie.

Soweit seitens des Kunden keine besonderen Anforderungen vorliegen, reicht eine stichprobenartige Röntgenprüfung mit einem 3D-MXI häufig aus. Besonders dann, wenn durch 3D-SPI und eine entsprechende Qualität der Bestückung das Löten der BGA erfahrungsgemäß kein Problem darstellt. Der Nachweis erfolgt dann durch ebendiese stichprobenartige Kontrolle.

Werden die Baugruppen allerdings in sicherheitsrelevanten Gebieten eingesetzt – z.B. Automotive, Luftfahrt, etc. – so existiert häufig die Kundenforderung nach einer 100-Prozent-Kontrolle aller Lötstellen. Das bedeutet in der Regel eine Inline-Röntgenprüfung, das heißt, MXI scheidet hier aus.

In anderen Bereichen wie Consumer, Computer und Communication (CCC) wird häufig sehr eng bestückt, und die Prüfung soll am Ende der Fertigungslinie in doppelseitig bestücktem Zustand stattfinden. In diesem Fall sind häufig auch schon Abdeckungen (Shieldings) montiert, und auch SMDs mit eigentlich sichtbaren Lötstellen sind nicht mehr optisch prüfbar. Hier wird man möglichst die gesamte Baugruppe mit 3D-Röntgentechnik prüfen.

Für jede Anforderung
die richtige Röntgenprüfung

Die Ausführungen zeigen, dass für jeden Anwendungsfall die passende Lösung ganz anders aussehen kann. Die folgenden drei Systeme decken alle Anforderungen optimal ab:

• MXI: Flexibles Offline-System mit 3D-Funktionalität zur Prüfung von Stichproben und kleinen bis mittleren Aufträgen

• 3D-AOI/AXI-Kombisystem: Inline-System zur kombinierten, ausbalancierten AOI- und flexiblen 3D-AXI-Prüfung

• 3D-AXI: Vollfläche 3D-Inspektion beidseitig bestückter Baugruppen

MXI – flexible manuelle
Röntgenprüfung

Hier ist das MXI X8011 PCB eine gute Lösung. Das System hat einen Manipulator mit fünf Achsen, so dass beliebige Durchstrahlwinkel möglich sind. Durch eine Rotationsachse ist eine 3D-Computertomografie möglich. Das System erlaubt auch einen halbautomatischen Betrieb, das heißt, es können Positionen eingelernt und im Batch-Betrieb abgefahren werden. Alternativ kann auch die Software der Viscom-AXI verwendet werden, um so beim Batch-Betrieb auch eine vollautomatische Auswertung zu realisieren.

Automatische
3D-Röntgenprüfung
mit kombinierter 3D-AOI

Für die Anforderung der automatischen 3D-Röntgenprüfung mit kombinierter AOI ist die X7056 das optimale Inspektionssystem. Es hat neben der AXI eine parallele AOI-Prüfung im vorderen Bereich der Anlage, in dem jetzt auch das Sensormodul XM8-3D eingesetzt werden kann. Das Kameramodul ist 100-prozentig kompatibel zu den entsprechenden Viscom-AOIs und bietet neben Schrägsichtkameras auch eine echte 3D-Funktion. Im Röntgenteil können neben den Bildverstärkern auch Flat-Panel-Detektoren eingesetzt werden. Der FPD ist über ein xy-Achssystem beweglich, so dass 3D-Auswertungen in verschiedenen Qualitäts- und Durchsatzstufen möglich sind. Um auch bei Verwendung vieler Ansichten (hohe Qualität der Rückrechnung) einen hinreichenden Durchsatz zu gewährleisten, sind verschiedene FPD-Größen verfügbar. Bei einfachen Anwendungen kann natürlich auch mit 2D oder 2,5D mit entsprechend höherem Durchsatz geprüft werden.

Vollflächige automatische
3D-Röntgeninspektion

Das Röntgeninspektionssystem X7058 wurde völlig neu entwickelt. Es ist ein reines 3D-System und erfasst die gesamte Baugruppe gleichzeitig aus mehreren Ansichten, so dass eine komplette 3D-Rückrechnung möglich ist. Dies ist ideal für hochintegrierte und doppelseitig bestückte Baugruppen, weil keine Programmierarbeit zur Behandlung der Abschattungsfälle nötig ist. In vielen Anwendungen wird auf das AOI verzichtet und auch die Standard-SMDs AXI-geprüft. Ein weiteres Highlight der Anlage ist das einzigartige Handling-Konzept. Es erlaubt das sichere Zu- und Abführen von Baugruppen während des Strahlbetriebs ohne Unterbrechung der Bilddatenerfassung, so dass quasi keine Handling-Zeit zum Wechsel der Baugruppe anfällt.

Fazit

Es bleibt festzustellen, dass es DIE Lösung für eine Röntgeninspektion nicht gibt. Die Anforderungen und Randbedingungen sind im Fertigungsspektrum sehr vielfältig, so dass angepasste Prüfkonzepte gefragt sind. Soweit keine 100-Prozent-Röntgeninspektion gefordert ist, wird ein MXI mit voller 3D-Funktionalität allen Ansprüchen genügen. Ist eine AOI-Prüfung der SMDs mit sichtbaren Lötstellen akzeptiert und etabliert, bietet sich eine auf die verdeckten Lötstellen fokussierte Röntgenprüfung an. Eine 3D-Funktion ist dabei wichtig, um auch bei Prüfung doppelseitig bestückter Baugruppen sicher prüfen zu können. Optimal ist ein Kombisystem mit AOI-Teil, so dass kein separates AOI mehr benötigt wird. Bei hochintegrierten Baugruppen mit Abdeckungen wird eine Röntgenprüfung aller Bauelemente die beste Lösung darstellen. Hier ist ein AXI ideal, das die gesamte Baugruppe in 3D erfassen und prüfen kann, um aufwändige Einrichtarbeiten zu vermeiden. (nw)