OptiCon X-Line 3D. AXOI-kombinierte 3D-Röntgeninspektion und optische Inspektion im Linientakt

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1 OptiCon X-Line 3D AXOI-kombinierte 3D-Röntgeninspektion und optische Inspektion im Linientakt

2 OptiCon X-Line 3D: AXI und AOI kombiniert Highspeed-Röntgensystem für maximale Testabdeckung Das OptiCon X-Line 3D ist ein automatisches, dreidimensional messendes Röntgeninspektionssystem zur schnellen Prüfung elektronischer Flachbaugruppen. Kernstück des OptiCon X-Line 3D ist ein von GÖPEL electronic entwickeltes und zum Patent angemeldetes Detektor-Konzept, das zusammen mit der wartungsfreien Mikrofokus-Röntgenröhre eine Bildaufnahme in Echtzeit aus mehreren Blickwinkeln ermöglicht. Durch eine kontinuierlich scannende Bildaufnahme werden hochauflösende Röntgenbilder in der Bewegung aufgenommen, vorverarbeitet und rekonstruiert. Dies ermöglicht Prüfgeschwindigkeiten von bis zu 40 cm²/s bei vollständiger 3D-Erfassung der Flachbaugruppen. Rekonstruktionsverfahren auf Grundlage digitaler Tomosynthese gestatten die gleichzeitige Inspektion von Ober- und Unterseiten beidseitig bestückter Baugruppen innerhalb eines Durchlaufprozesses. Zudem ermöglicht die Tomosynthese eine definierte Auswertung einzelner Leiterplattenschichten, um Lötstellen prozesssicher inspizieren zu können. Mit der Röntgentechnik nicht lösbare Prüfaufgaben wie Polaritäts-, Schrift- und Farberkennungen können mit einem integrierten AOI-Modul realisiert werden. ready for AOI wartungsfreie Mikrofokus Röntgenröhre 1470 mm 1560 mm 1596 mm Echtzeitbild aufnahme aus verschiedenen Blickwinkeln Detektor ermöglicht kontinuierlich scannende Bildaufnahme 100 % Testabdeckung Kombination von AXI und AOI Die intelligente Kombination von automatischer Röntgen- (AXI) und optischer Inspektion (AOI) garantiert eine nahezu 100-prozentige visuelle Testabdeckung. Hierbei wird die Röntgenprüfung nicht ausschließlich für verdeckte, sondern für alle auf der Baugruppe befindlichen Lötstellen verwendet. Dies garantiert eine Lötstellenprüfung losgelöst von AOI-spezifischen Reflexionen und Schatten nahe den Maßgaben der IPC. Auf diese Weise können Fehler wie etwa Lifted Leads an allen Bauteilformen sicher detektiert werden. unkalibriertes Bild Zuverlässigkeit Das OptiCon X-Line 3D ist ein vollständig geometrie- und grauwertkalibriertes System mit automatischer Grauwertüberwachung zur Sicherung der Bildqualität und Messwertstabilität. 100 % Inspektion durch AXI + AOI in 41s, inklusive Handlingzeit kalibriertes Bild

3 OptiCon X-Line 3D im Produktionsumfeld Einsatz als Insellösung (Offline-Betrieb) Einsatz in der Produktionslinie (Inline-Betrieb) Inspektionsbeispiel Baugruppe: 160 mm x 100 mm, beidseitig bestückt Bauteile: 509 Bauformen: 6 x BGA, 20 x SO, 424 x Chip, 12 x THT Lötstellen: 2977 Auflösung: 12 µm AOI-Bildfelder: % Inspektion durch AXI + AOI in 41 Sekunden* *inklusive Handlingzeit Leiterplattentransport Die Aufteilung des Systems in drei strahlendichte Segmente ermöglicht die parallele Ausführung von Leiterplattenhandling und Inspektion. Handlingzeit 5 Sekunden Leiterplattendurchbiegungs-Korrektur & Stabilitätsüberwachung Automatische Korrektur der Leiterplattendurchbiegung ermöglicht Z-genaue Rekonstruktion der Leiterplatte Automatisierte, zyklische Grauwertüberwachung sichert Messwertstabilität vor Kalibrierung Korrektur wahlweise per Laserhöhenmesssystem oder Bildstapel Zusätzlich referenzieren sich alle Prüfalgorithmen automatisch auf die korrekte Höhenebene der zu prüfenden Lötstelle nach Kalibrierung

4 Röntgen: 2D, 2,5D & 3D Wartung und Sicherheit Das OptiCon X-Line 3D nutzt eine geschlossene, wartungsfreie Mikrofokus-Röntgenquelle sowie einen von GÖPEL electronic entwickelten Detektor mit hoher Lebensdauer. Zudem ist der Tausch einer Röntgenquelle oder des Detektors simpel und schnell dies garantiert minimale Stillstandszeiten. Das kompakte System besticht durch seine außerordentliche Zugänglichkeit. Zwei Serviceklappen und zwei Türen ermöglichen den Zugriff auf alle wichtigen Systemkomponenten. Redundante Sicherheitskreise sowie ein 100-prozentiger Strahlenschutz garantieren ein maximales Maß an Sicherheit. Die emittierte Strahlendosisleistung liegt unterhalb der Nachweisgrenze konventioneller Strahlendetektoren. Eine Nutzung des Systems ist daher völlig unbedenklich. 3D-Röntgeninspektion mit OptiCon X-Line 3D Aufnahmeprinzip Die Baugruppe wird aus mindestens neun verschiedenen Winkeln durchstrahlt. Die entstehenden Projektionen ermöglichen die Rekonstruktion einzelner Schichten. Vorteile der 3D-Röntgeninspektion sichere Prüfung beidseitig bestückter Baugruppen Rekonstruktion beliebiger Schichten räumliche Zuordnung erkannter Fehler schnelle und komfortable Prüfprogrammerstellung durch Nutzung einer einheitlichen Bibliothek Anwendungsgebiete 3D-Röntgeninspektion in der Inline-Fertigung Prüfung beidseitig bestückter Baugruppen Qualitative Inspektion aller Lötstellen (z.b. BGA, QFN) Prüfung auf Bauteilanwesenheit, Versatz, Kurzschlüsse Vermessung von Lufteinschlüssen (Voids) in unterschiedlichen Schichten Prüfung komplexer Baugruppen mit überlagerten Lötebenen und montierten Kühlkörpern (integrierte Leistungselektronik) Bestimmung des Zinndurchstiegs in THT-Lötstellen/THR-Lötstellen Prüfung nach den Vorgaben der IPC A-610 2,5D-Röntgeninspektion Aufnahmeprinzip Überlagerte Lötstellen (z.b. auf Ober- und Unterseite der Baugruppe) werden durch Schrägdurchstrahlung in den Projektionen optisch getrennt. Nachteile sehr hoher Programmieraufwand bei beidseitig bestückten Baugruppen durch manuelle Parametrierung der einzelnen Bildaufnahmen keine einheitliche Bibliothek nutzbar lange Prüfzeit 2D-Röntgeninspektion Aufnahmeprinzip Baugruppen werden orthogonal durchstrahlt. Nachteile überlagerte Lötstellen (z.b. bei beidseitiger Bestückung) nicht prüfbar mangelhafte Aussagen zur Qualität von BGA-Lötstellen keine räumliche Zuordnung von Fehlern Unterschiedliche Projektionen einer beidseitig bestückten Baugruppe bei der 3D-Röntgeninspektion Optisch getrennte Lötstellen durch Schrägdurchstrahlung bei der 2,5D-Röntgeninspektion In orthogonaler Durchstrahlung überlagerte Lötstellen bei der 2D-Röntgeninspektion Neu! & konventionell konventionell

5 Systemsoftware OptiCon XI-PILOT Intelligentes Softwarekonzept setzt neue Maßstäbe AXI-/AOI-Programmierung in gleicher Oberfläche Systemsoftware OptiCon XI-PILOT Offline-Programmiersoftware Reparaturplatzsoftware manuelle Analyse-Tools Statistiksoftware SPC-Software OptiCon-XI-PILOT-Programmoberfläche Reparaturplatz- und Analysesoftware Statistische Auswertung und SPC-Modul Die Systemsoftware OptiCon XI-PILOT stellt ein offenes Konzept für maximale Fehlererkennung und optimale Anpassung an zukünftige Bauformen und Fertigungsanforderungen dar. Automatische Röntgen- und optische Inspektionen werden in der gleichen Oberfläche programmiert. Eine mit Prüfalgorithmen verknüpfte mitgelieferte Bauteilbibliothek nach IPC-Standard bildet hierbei die Basis zur Prüfung aller gängigen Bauformen. Während des Testprozesses ermittelte Messwerte werden einer automatischen Klassifizierung unterzogen, wodurch sich minimale Zeiten für die Prüfprogrammerstellung ergeben. Nach initialer Aufnahme aller benötigten Röntgenbilder kann die vollständige Prüfprogrammerstellung und Bibliotheksanpassung mittels Offline-Programmiersoftware an einem separaten PC erfolgen. Die anschauliche Visualisierung erkannter Fehler in unterschiedlichen Darstellungsformen ist mit der Reparaturplatzsoftware möglich. Daran geknüpft ist eine leistungsstarke Analysesoftware, die eine Betrachtung der Fehler des gesamten Bauelements in einzelnen Schichten realisiert. Die Statistiksoftware mit vordefinierten Filtern sowie der Möglichkeit, benutzerdefinierte Filter zu erstellen, ermöglicht die schnelle Aufdeckung von Fehlerschwerpunkten sowie eine objektive Bewertung der Fertigungsqualität und des Durchsatzes. Im SPC-Modul definierbare Warn- und Eingriffsgrenzen sowie Trendanalysen gestatten ein vorausschauendes Agieren noch vor dem Entstehen eines Fehlers. Schnelle Prüfprogrammerstellung durch effektive Bibliotheksnutzung Aufgrund der schichtweisen Rekonstruktion von Bauelementen und Lötstellen erfolgen die Programmerstellung sowie der eigentliche Prüfvorgang stets in geometrisch kalibrierten, verzerrungsfreien Abbildungen der realen Prüfobjekte. Dies ermöglicht eine effektive und schnelle Prüfprogrammerstellung auf Basis von CAD-Daten sowie die Verwendung einer Bauteilbibliothek mit vordefinierten Prüfalgorithmen und Klassifikatoren. Bauformen, die nicht in der mitgelieferten Bauteilbibliothek enthalten sind, können komfortabel durch den integrierten CAD-Editor erstellt werden. Vereinfachte, sichere Fehleranalyse durch Visualisierung Zur sicheren Bewertung detektierter Fehler am Verifizier- oder Reparaturplatz wird zusätzlich zum Originalröntgenbild der Lötstelle auch das durch die Softwarealgorithmen bewertete Bild mit farblicher Markierung angezeigt. Zusätzlich steht eine leistungsstarke Analysesoftware zur Verfügung, welche dem Bediener die Begutachtung des Fehlers in unterschiedlichen Z-Ebenen ermöglicht. Eine 3D-Visualisierung ausgewählter Bereiche gestattet zusätzlich eine anschauliche Darstellung von Lötstellen und Bauelementen. Maximale Fehlererkennung bei herausragender Prüfgeschwindigkeit Die vollflächige 3D-Röntgeninspektion gestattet eine schichtweise Analyse sämtlicher Lötstellen einer Baugruppe innerhalb des Fertigungstaktes. Somit sind eine sichere Detektion kritischer Fehlertypen sowie eine räumliche Zuordnung der erkannten Defekte sichergestellt. Detektion eines nicht gelöteten BGA-Balls in verschiedenen Schichten der Lötstelle

6 Technische Daten Modelle Varianten OptiCon X-Line 3D X10 OptiCon X-Line 3D X Leiterplatten-Transport (Führungsfläche vorn = LP-Vorderkante) Öffnungsbereich Türen hinten (Freiraum für Maschinen-Service) Öffnungsbereich Türen vorn (Freiraum für Maschinen-Service) AXI/X-Line 3D/D/ Zugangspunkt für Versorgungsleitungen und Kommunikation (an Unterseite des Maschinengestells) Leiterplatten-Transport (Auflagefläche = LP-Unterseite) MAX-Transporthöhe = 975 MIN-Transporthöhe = ± ± (950) ISO 9001 certified Röntgentechnik Röhrentyp wartungsfreie, geschlossene Mikrofokus-Röntgenröhre Röhrenspannung max. 130 kv Röhrenstrom max. 300 µa Röhrenleistung max. 39 W Detektortyp Mehrwinkeldetektor Echtzeitbildaufnahme aus verschiedenen Blickwinkeln Graustufenauflösung 12 bit Detailauflösung variabel: 6 µm 24 µm* *in Abhängigkeit von oberer Bauteilfreiheit 3D-Verfahren digitale Tomosynthese 3D-Prüfgeschwindigkeit OptiCon X-Line 3D X10: bis 10 cm²/s OptiCon X-Line 3D X40: bis 40 cm²/s Kalibrierung Geometrie- und Grauwertkalibrierung, automatische Stabilitätsüberwachung¹ Z-Achsenverstellung anpassbare geometrische Vergrößerung durch motorische Höhenpositionierung der Röhre Röntgenschutz gemäß deutscher Röntgenverordnung RöV, drei Segmente, strahlendicht, Null-Emission Optische Bildaufnahmetechnologie Auflösung 10,5 µm Sichtfeld Optik Beleuchtung Leiterplattenhandling Transporthöhe Breitenverstellung Leiterplattengröße Leiterplattendicke Leiterplattenauflagebreite Leiterplattengewicht Leiterplattendurchbiegung Bauteilfreiheit Handlingzeit System Inline-Schnittstelle Geräteanschlüsse Typische Leistungsaufnahme GOEPEL electronic GmbH Goeschwitzer Str. 58/ Jena/Germany Phone: +49(0) Fax: +49(0) sales@goepel.com Web: 42 mm x 42 mm telezentrisch (pixeladaptiertes Objektiv) Multispektralbeleuchtung, selektierbar von Blau bis IR 850 mm 950 mm ± 25 mm automatisch max. 450 mm (L) x 400 mm (B) 2 / min. 60 mm (L) 3 x 50 mm (B) 0,5 mm 5 mm 3 mm 1,5 kg automatischer Ausgleich (Laser) unterhalb Leiterplatte: 65 mm / oberhalb Leiterplatte: max. 40 mm * ca. 5 s (paralleles Be-/Entladen und Prüfen) SMEMA, Siemens 230 VAC, 1 kva, 6 bar Druckluft, < 20 Nl/min* < 700 W (Durchschnitt) *in Abhängigkeit von Dateiauflösung *bezogen auf Zykluszeit von 1 min 1596 mm (B) x 1540 mm (T) x 1470 mm (H, Basisgerät) / Abmessungen 1720 mm (H, Gerät mit Röhrenturm) Gewicht ca. 2,5 t 1 bis Leiterplattengrößen von max. 450 mm (L) x 280 mm (B) / 2 Basis-AOI-Modul: 300 mm (L) x 400 mm (B); erweitertes AOI-Modul: 450 mm (L) x 400 mm (B) / 3 Kleinere Leiterplattengrößen auf Anfrage. Führt zu verlängerter Handlingzeit. Authorised Distributor: sales@goepel.co.uk sales@goepelusa.com sales@goepel.asia sales@goepel.fr sales@goepel.in