Optimale Prozesse mit präziser 3D-Inspektion

Wer hierzulande den Unternehmensnamen Pemtron hört, wird zwangsläufig an den Vertriebspartner ANS Answer Elektronik denken. In den letzten 10 Jahren hat ANS Answer dafür gesorgt, Pemtron in Deutschland zu etablieren.

Die Inspektionssysteme SPI, AOI, 3D-THT, 3D-AOI-Top-and-Bottom, Lackinspektion inklusive Schichtdickenmessung und Wendestation sowie ein System zur berührungslosen Verifikation stehen im Appplikationszentrum zur Verfügung. Marisa Robles

Demo- und Applikationscenter in dem im Juni 2017 eröffneten deutschen Standort in München-Kirchheim. Marisa Robles

Michael Vielsack (Sales Director, l.) und Andy James (Techincal Director), beide von Pemtron Europe, sind stolz auf 3D-AOI-Top-and-Bottom-System, das die gleichzeitige dreidimensionale Inspektion auf der Ober- und Unterseite der Baugruppe erlaubt. Marisa Robles

Andy James (Techincal Director, l.) und Michael Vielsack (Sales Director), beide von Pemtron Europe, wollen Kunden und potentielle Kaufinteressenten im eigenen Democenter am Standort in München von den Vorzügen der 3D-Inspektionssysteme überzeugen. Marisa Robles

Das kommt nicht von ungefähr, erläutert Michael Vielsack: „Unser Vorteil ist, dass wir aus dem 3D-Bereich kommen, weshalb wir nicht erst umständlich von 2D auf 3D wechseln mussten.“ Das bedeutet, dass alle Inspektionssysteme wie AOI oder SPI von Anfang an dreidimensionale Prüfungen erlauben, führt der Sales Director Northern & East-Central Europe der im Juni 2017 gegründeten Niederlassung Pemtron Europe: „Wir können mit unseren Systemen eine enorm große Prüftiefe und Prüfgenauigkeit realisieren.“ Das gelingt unter anderem, weil die Systeme „von Refernz-Null aus messen können“, erklärt der Experte. Durch diese Höheninformationen lassen sich auch bislang schwierig zu interpretierende Fehler sicher erkennen. Auch Beschriftungen und störende Hintergrundinformationen auf der Platine werden so ausgeblendet.

3D-Inspektion im Demo- und Applikationszentrum

Davon können sich Kunden und potentielle Kaufinteressenten nun auch im eigenen Democenter am Standort in München überzeugen: „Da alle Inspektionssysteme, die wir anbieten, in unserem großzügigen Demo- und Applikationszentrum ausgestellt sind, sehen wir uns in der Lage, Trainings, Schulungen, Applikationstest durchführen genauso wie Benchmarks und Demos.“ Im Demo- und Applikationszentrum stehen daher die Inspektionssysteme SPI, AOI, 3D-THT, 3D-AOI-Top-and-Bottom, Lackinspektion inklusive Schichtdickenmessung und Wendestation sowie ein System zur berührungslosen Verifikation zur Verfügung.

Unabhängig vom eigenen, jüngst gegründeten Standort, will Vielsack auf das Netzwerk der Vertriebspartner nicht verzichten. Neben ANS Answer Elektronik für Deutschland spannt sich das Vertriebsnetzwerk mit Amtest für Osteuropa, Fenwick für die Beneluxländer und Frankreich, Etarma für die baltischen Länder über ein weites paneuropäisches Gebiet. In Russland konnte der koreanische Hersteller den Vertriebspartner SMT Tech verpflichten. Darüber hinaus konnte Pemtron auch Microtronic für sich gewinnen: Der Vertriebsspezialist für Mikroelektronik hält die Rasterelektronenmikroskope (Scanning Electron Microscopes, SEM) der PS-Serie bereit, die mit PS-210 ein kompaktes Tischmodell, mit PS-230 ein REM mit hoher Performance und das PS-250 für die Analytik umfassen. Die  Hochleistungsmikroskope bieten eine Auflösung von 3 nm bis hin zu 5 nm in einem kompakten Design. Mit einem schnellen Probenaustausch in nur 3 min, kann die PS-Serie Proben bis zu 140 mm handhaben bei einer minimalen Evakuierungszeit.

Optische 3D-Fehlersuche beim Lotpastenauftrag

Letztlich geht es darum, die Fertigungsqualität zu verbessern und die Fehlerrate in der elektronischen Baugruppenfertigung zu minimieren. Zwischenzeitlich hat sich die 3D-Inspektion des Lotpastendrucks in der SMT-Fertigung von elektronischen Baugruppen als zusätzliches Prüftor neben der optischen Inspektion der bestückten und verlöteten Baugruppen (AOI) etabliert. Die Kernaufgabe ist die Erkennung definitiv unzulässig bedruckter Lotpads im Sinne von Volumen, Form, Verschmierung, Pastenbrücken und Versatz. Neben der reinen Fehlererkennung bietet eine leistungsstarke SPI, in Verbindung mit einer ausgereiften SPC-Software, jedoch weit mehr Vorteile für die Fertigung.

Seit der Gründung im Jahr 2002 hat Pemtron sämtliche für die elektronische Baugruppenfertigung ausgelegte 3D-Inspektionssysteme und die zugehörige Software im eigenen Haus selbst entwickelt. Besonders stolz ist Michael Vielsack auf auf die angewandte Technologie: „Unser 3D-SPI verfügt über eine patentierte Projektortechnologie, die es erlaubt, präzise und zuverlässige Testergebnisse zu erzielen. Dies ermöglicht höchste Genauigkeit bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit.“ Die so genannte Porfilmessungstechnologie bietet eine genaue Form der Ermittlung des Pastenvolumens und der Pastenhöhe.

3D-AOIs minimieren Pseudofehler und Schlupf

Bei den 3D-AOIs der Eagle-Serie handelt es sich um ein echtes Farb-3D-AOI-System, das eine acht- beziehungsweise zehnfache Projektion basierend auf der Moiré-Technologie verwendet. Das heißt, dass Bauteile und Lötstellen vermessen werden und somit keine optische Interpretation nötig ist, wodurch sich Pseudofehler auf ein Minimum reduzieren lassen und Fehlerschlupf vermieden wird. Durch das Zusammenführen von 2D- und 3D-Daten mit unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen ist es möglich, Lötstellen, Pitch-Abstände, Kurzschlüsse oder hochstehende Pins sehr leicht zu verifizieren. Auch besticht das System durch eine bedienerfreundliche Programmierung. Es ermöglicht neben der Nutzung gewöhnlicher Bauteilbibliotheken das Auto-Bauteil-Teaching durch 3D-Scanning sowie das Importieren von CAD und Gerber-Daten. Eine Neuerung stellt das Eagle-8800-Twin-AOI dar: Es erlaubt, die gleichzeitige dreidimensionale Inspektion auf der Ober- und Unterseite der Baugruppe.

Mit dem 3D-AOI Eagle 8800 TH schickt Pemtron ein für THT respektive Durchstecktechnologie ausgelegtes AOI-System ins Rennen. Von der Unterseite aus inspiziert das System mit einem Inspektionskopf die Wellenlötseite in 2D und 3D. Per achtfacher 3D-Projektion gemäß der Moiré-Technologie und einer 4, 9 oder 12 MPixel Kamera erreicht das System überdurchschnittliche Prüfeigenschaften . Die Prüfmöglichkeiten erstrecken sich von falsch positionierten oder fehlenden Bauteilen über verbogene Pins und offene Lötstellen bis hin zum Spezial-Algorithmus für die Pin-Inspektion. Die THT-Inspektion lässt sich mit der SMT-Inspektion kombiniert durchführen – im selben System.

Die berührungslose Verifikation wird immer wichtiger. Das Auto-9-View-System bietet hierfür die Lösung. Es erlaubt mit seinen neun Kameras eine sehr hohe Präzision. Das Fehlerbild kann aus jeder gewünschten Richtung betrachtet werden. Durch die hohe Auflösung ist somit jedes Detail sichtbar, was eine zuverlässige berührungslose Verifikation ermöglicht.

Um die Qualität direkt nach dem Lackierprozess sicher überprüfen zu können, ist das inline-taugliche Conformal-Coating-Inspektionssystem Troi-8800CI konzipiert worden. Das System verfügt über ein Beleuchtungsmodul mit speziell spezifizierten und vorselektierten UV-LEDs. Eine Besonderheit stellt die integrierte Schichtdickenmessung dar: Der optischen Höhensensor vermisst die Schichtdicke des Lackauftrags auf der Leiterplatte. Fehlerarten wie Benetzung und Nicht-Benetzung, Risse, Blasen oder Delamination lassen sich somit zweifelsfrei detektieren. Die Programmierung erfolgt mühelos mittels Auto-Teaching-Funktion. Im Anschluss daran lassen sich manuelle Anpassungen vornehmen.