Automatische Röntgeninspektion bei BGAs und QFNs

Der EMS-Dienstleister Hekatron Manufacturing mit Standort im südbadischen Sulzburg blickt auf eine 60-jährige Geschichte in der Elektronikfertigung zurück und produziert eine breite Palette elektronischer Produkte, darunter Sicherheits- und Brandmeldetechnik, Maschinenbaukomponenten, Steuergeräte und vieles mehr. Mit einem Produktspektrum von bis zu 3.000 Varianten jährlich bedient Hekatron Manufacturing so unterschiedliche Branchen wie Health Care, Automotive oder Maschinenbau. Die hauseigene Auftragsfertigung umfasst sowohl bestückte Leiterplatten als auch Endprodukte in Losgrößen von 40.000 bis 60.000 Stück.

Die immer kleinere Bauweise von Bauteilen, die Verlagerung von Lötstellen unter das Gehäuse und die steigenden Anforderungen an die Leiterplattenbestückung erfordern neue Ansätze in der Inspektionstechnologie. Bei Hekatron Manufacturing stehen daher verdeckte Lötstellen, THR-Lotdurchstieg und Lufteinschlüsse (Voids) im Fokus der Qualitätskontrolle mittels Röntgen. Dies gilt insbesondere für Bauteile wie BGAs (Ball Grid Arrays) und QFNs (Quad Flat No-Lead), bei denen die Lötstellen unter dem Gehäuse liegen und herkömmliche Inspektionsverfahren an ihre Grenzen stoßen.

Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, hat Hekatron Manufacturing das AXI-System X-Line von Göpel electronic in die Qualitätskontrolle integriert. Die AXI-Technologie ermöglicht die vollautomatische Inspektion verdeckter Lötstellen und empfindlicher Bauteile. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da der Trend bei verdeckten Lötstellen zu einer nahezu hundertprozentigen Prüfabdeckung geht.

Entscheidend für den EMSler war, dass durch die hohe Auflösung und Prüfgeschwindigkeit des Gerätes auch anspruchsvolle Baugruppen mit hoher Packungsdichte in kurzer Zeit inspiziert werden können. Die enge Verwandtschaft der AXI- und AOI-Programmierung bei Göpel ermöglichte zudem eine nahtlose Integration in den Produktionsprozess des EMS-Dienstleisters.

Andreas Pracht, Leiter SMD-Fertigung bei Hekatron, betont: „ Das AXI-System X-Line wird bei uns vor allem zur Prüfung von Bauteilen wie BGA, QFN und geschirmten Bauteilen eingesetzt – alles Komponenten, die verdeckte Lötstellen aufweisen. Zudem ermöglicht das System die Inspektion von Baugruppen, die zum Zeitpunkt der Inline-AOI-Prüfung durch Bestückhilfen verdeckt sind.“ Er betont: „Auch das Innenleben der Schaltkreise schauen wir uns genau an. In Zeiten von Materialknappheit und unsicheren Lieferketten ist es von großer Bedeutung Fälschungen frühzeitig zu erkennen.“ Darüber hinaus nennt Pracht ein weiteres Anwendungsbeispiel: die Inspektion von Lötstellen bei Warnhupen. Hier befinden sich viele Lötverbindungen verdeckt unter dem Bauteil. Während herkömmliche AOI-Systeme aufgrund von Bauteiltoleranzen Schwierigkeiten bei der Prüfung haben und zahlreiche Pseudofehler auftreten, kann das X-Line-System auch verdeckte Lötstellen zuverlässig detektieren. Dies trägt wesentlich zur Qualitätssicherung bei und minimiert die Ausschussrate.

Der Einsatz des Röntgensystems X-Line hat bei Hekatron nach eigenen Angaben zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit geführt. Komplexe Baugruppen mit hohem Prüfaufwand und beidseitiger Bestückung sind nun deutlich kostengünstiger prüfbar als zuvor mit manueller Inspektion. Für die Zukunft plant das Unternehmen die weitere Integration von AXI-Systemen im Inline-Betrieb, um flexibel auf die steigende Anzahl verdeckter Lötstellen und die wachsenden Anforderungen an die Prüfabdeckung reagieren zu können.

Mit dem X-Line 3D sieht sich Hekatron Manufacturing für die zukünftigen Entwicklungen in der Elektronikfertigung gut gerüstet. So kann man mit dem AXI-System hochauflösende 3D-Inspektionen in kurzen Taktzeiten bei gleichzeitig hoher Bedienerfreundlichkeit durchführen. Die zunehmende Vernetzung der Produktion und die Berücksichtigung künstlicher Intelligenz sind jedoch weitere Trends, die die Zukunft der AXI-Technologie prägen werden und die es zu berücksichtigen gilt.