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Das Röntgeninspektionssystem Y.Cheetah liefert nicht nur schön anzuschauende Bilder, sondern detektiert jeden Fehler: Die CT-Aufnahme einer Spule.
Die Detailaufnahme der Spule zeigt den fehlerhaften Anschluss ans Bauteil.
Schon in der Gesamtaufnahme lässt sich der Fehler erkennen: ein fehlerhafter Anschluss ans Bauteil.
Mitarbeiter an der Mikrofokus-Röntgenanlage Y.Cheetah.
Detaillierte 2D-Aufnahme von BGA-Balls.
Kunstwerk oder Fehlerdetektion? CT-Aufnahme einer offenen Durchkontaktierung in einer Leiterplatte.
Verpolt eingebaute LEDs in einem SMT-Schalter
CT-Aufnahme: So schön kann die Innenansicht eines DC-DC-Wandlers sein.
Die 2D/3D-Röntgenanlage Y.Cheetah wurde von Yxlon für verschiedene Prüfanforderungen entwickelt von ergänzt den nun Maschinenpark von Kraus Hardware.

Was tun, wenn sorgfältig gefertigte Baugruppen am Ende des Prozesses nicht funktionieren? Mit diesem Problem sehen sich die Ingenieure bei Kraus immer wieder konfrontiert. Bei der Inbetriebnahme von Baugruppen stehen sie vor der Problematik, dass Baugruppen, trotz einwandfreier Verarbeitung nicht oder nur teilweise funktionieren. Der Fehler liegt hier nicht selten an den Bauteilen selbst. Geht man doch bei der Beschaffung von Bauteilen davon aus, dass diese zu hundertprozent vom Hersteller getestet sind und keinerlei Fehler aufweisen. Doch die Praxis zeigt immer wieder fehlerhafte Bauteile. Vor allem Wickelgüter sind immer wieder auffällig. Sie weisen oft einen Drahtbruch und nicht fachgerechte Anschlüsse der Drahtenden an dem Bauteilanschluss auf. Auch fehlerhaft montierte SMD-Schalter mit verpolt eingebauter LED gehören zum wiederkehrenden Repertoire fehlerhafter Komponenten.

Kraus Hardware bietet Elektronikfertigungs-Dienstleistungen mit großer Fertigungstiefe von der Entwicklung über Fertigung bis zum Baugruppentest für Prototypen und Kleinserien. Diese Fertigungstiefe hilft auch dabei, Schwierigkeiten zu identifizieren: Bauteile, die Auffälligkeiten aufweisen, werden nicht einfach getauscht ohne dem Problem auf den Grund zu gehen. Vielmehr werden diese Bauteile und Baugruppen einer entsprechenden Analyse unterzogen. „Auf Dauer ist die genaue Analyse der bessere Weg, um mit dem Lieferanten und Hersteller in Dialog zu treten und einen Verbesserungsprozess anzustoßen“, betont daher Andreas Kraus, Geschäftsführer und Inhaber von Kraus Hardware. Sollte die Kommunikation nicht zu dem gewünschten Erfolg führen, kann das bis zum Sperren von Bauteiltypen und/oder Herstellern führen, was längerfristig eine permanente Qualitätssteigerung mit sich bringt.

Investition in 3D-Röntgenanalytik

Bereits seit 2009 arbeitet der EMS mit einer 2,5D-Röntgenanalyse. Um den hohen Qualitätsanspruch in der Fertigung auch weiterhin gerecht zu werden, hat der Mittelständler nun seinen Maschinenpark durch das Mikrofokus-Röntgensystem Y.Cheetah von Yxlon mit 2D/3D-Analytik erweitert. Der Y.Cheetah erreicht seine brillanten Bilder durch die Röntgenröhrentechnologie von Feinfocus, einem fein abgestimmten Flachbilddetektor sowie einem gedämpft gelagerten Manipulator. In dem System daher kommen ein 13 cm x 13 cm großer Digitaldetektor und die Multifokus-Röntgenröhre zum Einsatz. In Verbindung mit der verlängerten Detektorachse lassen sich Bilder mit sehr hoher Auflösung und Kontrast erzeugen. Die Detailerkennbarkeit beträgt 0,4 µm bei einer maximalen geometrischen Vergrößerung von 3000.

Bei der manuellen Prüfung erleichtert die Bedienung mit einem Klick die Arbeit. Y.Cheetah lässt sich flexibel an neue Prüfanforderungen anpassen. Die clevere Bedienung mit einem Klick ergänzt das innovative Manipulationskonzept. Das System bietet dazu eine sehr hohe Bildqualität und ist damit eine effiziente und leistungsstarke Lösung für die schnelle Echtzeit-Mikrofokus-Prüfung, und zwar von der manuellen Einzelteilprüfung bis hin zur automatisierten Serienprüfung. Neben der 2D-Röntgenanalytik, die sich durch das Schwenken des Detektors auf 2,5D erweitert und ein quasiräumliches Bild ergibt, hat Kraus das Gerät mit der optionalen 3D-CT-Funktion (Computertomographie) im Einsatz. Die Visualisierungssoftware mit einer CAD-ähnlichen Oberfläche ermöglicht die Detailanalyse virtueller Querschnitte und Schichten und vieles mehr.

Denn in der Praxis hat sich immer wieder gezeigt, dass bei bestimmten Konstellationen sich 2,5D-Röntgenuntersuchung schwierig bis unmöglich gestaltet. Beispiele sind etwa komplexe SMT-Steckverbinder oder BGAs, die gegenüberliegend bestückt sind mit einem engen Pitch und starken Abschirmungen im Verhältnis zum gewünschten Analysebereich. Mit dem sogenannten Quickscan lassen sich gegenüber dem Qualityscan CTs erstellen. Hier ergibt sich ein erheblicher Preisvorteil, bei meist ausreichender Qualität. Und das gilt selbst gegenüber der klassischen 2D-Röntgenanalyse. Mit der Software werden die 3D-Scans aufbereitet und mit dem Viewer oder als repräsentative Bilder von den relevanten Bereichen zur Verfügung gestellt. Für die 2D-Analyse wird direkt ein Prüfbericht mit Markierung der markanten Stellen mit dem entsprechend Analyseergebnis vom Operator erstellt.

SMT Hybrid Packaging 2013, Halle 9, Stand 250