Active Silicon unterstützt hochmoderne PCB-Inspektion

  • Published März 2018

In unserem News-Blog haben wir in den letzten Monaten verschiedene technologische Entwicklungen behandelt. Gemeinsam haben sie alle, dass sie Leiterplatten (engl. Printed Circuit Boards = PCBs) benötigen, die immer smarter, mit immer mehr Funktionen und Kapazitäten sein müssen. Der technologische Fortschritt bewirkt, dass das Produktionsvolumen von Leiterplatten ständig gewachsen ist. Die Anzahl der Lötstellen auf den Platten und die Komplexität haben ebenfalls zugenommen und damit die Bereiche für Inkonsistenzen. SMT-Bestückung und die immer kleineren Leiterplattengrößen erschweren die Herstellung zusätzlich und Fehler in Leiterplatten können zu gravierenden Systemausfällen in einem Endprodukt führen. Die zu bewältigenden Herausforderungen sind sehr unterschiedlich, wie zum Beispiel unzureichendes oder überschüssiges Lot, fehlende Komponenten, versetzte oder beschädigte Teile oder Montage von falschen Teilen. Automatische Optische Inspektion (AOI) ist eine Methode zur visuellen Inspektion von Leiterplatten und dient zur Erkennung von fehlerhaften Platinen, die dann aus der Fertigungslinie entfernt und repariert werden. AOI wird am besten gleich nach dem Lötschritt eingesetzt, um Fehler früh im Herstellungsprozess zu identifizieren und ist ein wichtiges Element der modernen Fertigung und Inspektion.

Anforderungen an das System
AOI kann in den meisten industriellen Umgebungen gut eingesetzt werden, da Lichtquellen leicht gesteuert werden können und Hardware nicht zu robust sein muss. Benutzer können somit zum Bau ihrer Systeme aus einer größeren Auswahl von Komponenten wählen. Systeme können eine oder mehrere hochauflösende Kameras verwenden. Natürlich, je mehr Kameras verwendet werden, desto detaillierter ist das resultierende Bild, da größere Winkel abgedeckt werden. Wenn die zu inspizierenden Komponenten kleiner werden, sind höhere Bildauflösungen erforderlich. Inspektionszeiten sollen allerdings nicht verlängert werden, im Gegenteil, es wird kontinuierlich optimiert um die Zeiten zu verkürzen. Das resultiert in schnellere Bildverarbeitung und wir sehen eine immer größere Anzahl von Leiterplattenherstellern zu CoaXPress wechseln, um den Anforderungen der High-Speed-Bilderfassung gerecht zu werden. Zusätzlich haben die meisten moderne Produktionslinien die Möglichkeit 2D und 3D Bilder zu erfassen, was ebenfalls die Bildverarbeitungszeit erhöhen kann. High-Speed-Bilderfassung ist auch hier die Lösung um Inspektionszeiten auf optimalen Niveau zu halten. Typischerweise werden Bilder synchron mit der Produktionslinie und dem Beleuchtungssystem erfasst – das Beleuchtungssystem wird durch „Strobing“ gesteuert, um die Bewegung des Teils einzufrieren, oder das Teil wird vorübergehend gestoppt und die Kamera wird unter Dauerbeleuchtung ausgelöst.

Die Bildverarbeitungssoftware ist ebenfalls entscheidend. Sie muss in der Lage sein, die Bilder der Leiterplatten mit derselben Geschwindigkeit zu analysieren, wie sie erfasst werden. Die Software kann entweder in die Kamera (n) integriert sein oder auf einem PC laufen. Einige AOI-Anbieter implementieren Maschinelles Lernen in ihre Software, wie zum Beispiel IVS und G2Metric, was Inspektionsmaschinen ermöglicht, selbst zu entscheiden, ob ein zuvor unbekannter Defekt kritisch ist oder nicht.

Programmiermethoden
Drei Varianten der Programmierung eines AOI-Systems herrschen vor. Die erste erfordert die Vorprüfung eines „goldenen“ Boards – ein perfektes Beispiel, mit dem das System dann andere Boards vergleichen kann – und wird als Template-Matching bezeichnet. Pattern-Matching bezieht sich auf Vergleichen mit guten und schlechten Beispielen, die das System bereits gelernt hat. Das statistische Pattern-Matching ist ein wenig intelligenter und verwendet statistische Methoden, um zu entscheiden, welche Abweichungen von der Norm akzeptabel sind und welche zu einer Ablehnung führen. Bilder und Daten über Leiterplatten werden in das AOI-System programmiert. Auf diese Weise lernt das System, wonach es zu suchen hat. Das System kann in einer Vielzahl von Produktionslinien schnell betriebsbereit sein.

AOI in Aktion
Active Silicon Camera Link Framegrabber und CoaXPress Framegrabber werden von mehreren Globalen Unternehmen in branchenführenden Inspektionssystemen eingesetzt. Unsere leistungsstarken Firebird CoaXPress Framegrabber bieten eine schnelle 8-spuringe PCI-Express-Gen2-Schnittstelle, Bilderfassung ohne CPU Einsatz und können mit Kabeln von bis zu 40 m Länge bei 6,25 Gb/s und über 100 m bei 3,125 Gb/s verwendet werden. Firebird Camera Link-Framegrabber unterstützen GenICam für Camera Link-Kameras und behalten auch bei Verwendung in Multi-Kamera-Anwendungen niedrige Latenzzeiten bei.

Klicken Sie hier, um unsere Auswahl an Framegrabbern zu sehen und herauszufinden welches Board Ihr Inspektionssystem verbessern könnte.