Oh Gott, wir müssen Röntgen! Was nun?

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1 Oh Gott, wir müssen Röntgen! Was nun? Möglichkeiten der Röntgeninspektion in der Elektronikfertigung. Andreas Türk, Bereich AXI

2 Oh Gott, wir müssen Röntgen! Was nun? Quelle: 3

3 Ist Röntgen in der Elektronikproduktion gefährlich? Eine Gefährdung für Personal ist nicht vorhanden, wenn die Hersteller Geräte entsprechend der deutschen Röntgenverordnung (RöV) vertreiben. Beispiel GÖPEL X-Line 3D Rundum 4mm Bleiabschirmung Überlappung an Stoßstellen Blei ist pulverbeschichtet 4

4 Ist Röntgen in der Elektronikproduktion gefährlich? Eine Gefährdung für Personal ist nicht vorhanden, wenn die Hersteller Geräte entsprechend der deutschen Röntgenverordnung (RöV) vertreiben. Beispiel GÖPEL X-Line 3D Türen und Hauben in Sandwich-Bauweise Redundante Überwachung der Türen/Hauben über Sicherheitssteuerung Mechanische Zuhaltung Null-Emission 5

5 Werden durch die Röntgenstrahlung Bauelemente gefährdet? Strahlendosis ist abhängig von Dosisleistung und Bestrahlungsdauer Bestrahlungsdauer bei manuellen Röntgensystemen (Analyse) meist länger Bestrahlungsdauer bei in-line Systemen meist kürzer (typ. Taktzeiten 60s) bei 3D AXI-Systemen in der Regel größer als bei 2D Systemen (Anz. Bildaufnahmen) Beispiel X-Line 3D Kurze Bestrahlungsdauer durch scannende Bildaufnahme typ. Röntgenleistung nur 12,5W nach Bildaufnahme sofortiger Baugruppentransfer Strahlenexposition genau messen? 6

6 Werden durch die Röntgenstrahlung Bauelemente gefährdet? Ermittlung der Strahenexposition (Dosis) über Thermoluminiszenzdosimeter TLD-Kristalle (Chipstrate) werden direkt auf Bauelement fixiert nach Prüfdurchlauf werden Kristalle in Meßlabor geschickt und ausgewertet Partner: Landesanstalt für Personenschutzdosimetrie und Strahlenschutzausbildung (Berlin) 7

7 Benötigt unsere Firma ein in-line AXI System oder ein Analysesystem (MXI)? stark abhängig von den Anforderungen MXI (manuell) AXI (automatisch) Prüfumfang Stichproben 100% Prüfung Auswertung manuell / halbautomatisch automatisch Inspektionszeit hoch optimiert auf Taktzeit Beladung manuell automatisch Bildqualität hoch reduziert, ausreichend für automatische Analyse 8

8 X-Line 3D als Insellösung einsetzen oder in der Linie? Beides möglich: Einsatz als Inspektionsinsel, Variante 1: Beladung Inspektion Verifikation Gut- / Schlechtsortierung 9

9 X-Line 3D als Insellösung einsetzen oder in der Linie? Beides möglich: Einsatz als Inspektionsinsel, Variante 2: links-links Betrieb geringerer Durchsatz nachgelagerte Verifikation 10

10 X-Line 3D als Insellösung einsetzen oder in der Linie? Beides möglich: Einsatz als Inspektionsinsel, Variante 3: links-links Betrieb geringerer Durchsatz Gut-Schlechtsortierung nachgelagerte Verifikation 11

11 X-Line 3D als Insellösung einsetzen oder in der Linie? Beides möglich: Einsatz als in-line: links-rechts Betrieb hoher Durchsatz Verifikation in-line oder nachgelagert 12

12 Warum haben sie in ihr AXOI System ein 2D und kein 3D AOI verbaut? Prüfphilosophie X-Line 3D: 100% Lötstellenkontrolle mit 3D-AXI Prüfung für AXI nicht sichtbarer Prüfmerkmale mit AOI 13

13 Warum haben sie in ihr AXOI System ein 2D und kein 3D AOI verbaut? Philosophie X-Line 3D: 100% Lötstellenkontrolle mit 3D AXI, verdeckte Lötstellen BGA abgehoben BGA Voiding >30% THR Zinndurchstieg QFN Voiding QFN Nichtlötung 14

14 Warum haben sie in ihr AXOI System ein 2D und kein 3D AOI verbaut? Philosophie X-Line 3D: 100% Lötstellenkontrolle mit 3D-AXI, sichtbare Lötstellen SO-IC PLCC Widerstände Kondensatoren Stecker SOT Dioden 15

15 Warum haben sie in ihr AXOI System ein 2D und kein 3D AOI verbaut? Philosophie X-Line 3D: 100% Lötstellenkontrolle mit 3D-AXI, sichtbare Lötstellen SO-IC PLCC Widerstände Kondensatoren Stecker SOT Dioden 16

16 Warum haben sie in ihr AXOI System ein 2D und kein 3D AOI verbaut? Philosophie X-Line 3D: 100% Lötstellenkontrolle mit 3D-AXI, sichtbare Lötstellen 17

17 Was ist für den Betrieb eines Röntgensystems nötig? Vor der Lieferung: Teilnahme an einem Strahlenschutzkurs (Dauer 1-2 Tage, Kosten ca. 300 ) Fachkunde bei Verwaltungsamt / Gewerbeaufsichtsamt beantragen 18

18 Was ist für den Betrieb eines Röntgensystems nötig? Vor der Lieferung: Ernennung eines Strahlenschutzbeauftragten (SSB) Strahlenschutzbeauftragten von Gewerbeaufsichtsamt genehmigen lassen Bestellungsurkunde Bescheinigung Fachkunde Behördliches Führungszeugnis Geschäftsführer SSV SSB 19

19 Was ist für den Betrieb eines Röntgensystems nötig? Nach der Lieferung: Aufsichtsamt über Ankunft des Systems informieren Gerät von Sachverständigen abnehmen lassen Abnahme alle 5 Jahre wiederholen GÖPEL Checkliste 20

20 Wir müssen unsere AXI-Daten 5-10 Jahre aufheben. Wie wird dies realisiert? Folgende Daten können über lange Zeit gespeichert: Prüfergebnisse (Pass/Fail Information, Seriennummern, Zeiten, Messwerte) Bilder (Bildausschnitte entsprechend der Prüfbereiche) Produktiv KW9 KW8 KW7 KW6 KW5 KW4 KW3 KW2 KW1 Beispiel BGA: Stamm Datenserver Langzeitarchivierung Bild PASS Daten + Messwerte Bild FAIL Datum, Uhrzeit, Seriennummer, Messwerte: -Ball-Rundheit - Ball-Fläche - Ball-Position - Ball-Lufteinschlüsse, Bildstapel / Bauteil Bildausschnitt / Lötstelle 21

21 Wir müssen unsere AXI-Daten 5-10 Jahre aufheben. Wie wird dies realisiert? Mit welchem Datenaufkommen ist zu rechnen? Beispiel: Anzahl Prüfbereiche: 848 Aufkommende Daten Pass und FAIL: 3,72MB Taktzeit AXI: 40s Schichten: 2 Tage/Woche: 5 Durchläufe / Woche: Datenaufkommen / Woche 65,4GB Verfügbarer Speicher: Kapazität für: 2000GB 382 Tage 22

22 Wie können Prüfprogramme schnell optimiert werden? Debug-Statistik zur Optimierung von Messwertgrenzen 1. Bildaufnahme einer golden Pass Baugruppe 2. Kontrolle/Anpassung der Prüffunktionseinstellungen 3. Prüfdurchlauf mit 2-3 weiteren Baugruppen zur Kontrolle der Produktionsschwankung Optimierung mit Debug-Statistik 23

23 Wie können Prüfprogramme schnell optimiert werden? Debug-Statistik zur Optimierung von Messwertgrenzen Software XI-Pilot 24

24 Ist eine 100%-Röntgenprüfung bezogen, auf die Taktzeit, überhaupt möglich? Quelle: aerztezeitung.de 25

25 Ist eine 100%-Röntgenprüfung bezogen, auf die Taktzeit, überhaupt möglich? Mehr als 3-fach schneller gegenüber Stop-and-Go-Bildaufnahme BEREIT FÜR DEN LINIENEINSATZ Scannende Bildaufnahme 26

26 Ist eine 100%-Röntgenprüfung bezogen, auf die Taktzeit, überhaupt möglich? 2000 Bauelemente: 8324 Lötstellen 28 Bauelemente mit verdeckten Lötstellen : 3056 Lötstellen Größe: 216 mm x 164mm Auflösung: 18µm/Pixel Taktzeit AXI: Taktzeit AXOI: 41s (beidseitige Lötstellenkontrolle) 53s 27

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