Kontaktierung kleinster Testpunkte (150µm) mit Vision Guided Fine-Pitch Contacting Station basierend auf NI IMAQ

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1 Kontaktierung kleinster Testpunkte (150µm) mit Vision Guided Fine-Pitch Contacting Station basierend auf NI IMAQ Laurent Chatard & Joachim Glaess - Konrad Technologies

2 Überblick Konrad Technologies Kontaktierung herkömmlicher Baugruppen Alignment Technologien Zukünftige Herausforderungen Konrad Fine Pitch Contacting Station mit NI Image Acquisition (IMAQ) 2

3 Konrad Technologies System Integration Test & Measurement Lösungen Gegründet in 1993 >80 Angestellte InCircuit Test Funktionaler Test Halbleiter- HF Test Automation 3

4 Kontaktierung Verschiedene Baugruppentests setzen voraus: Kontaktierung auf Testpunkte Kontaktieren von Steckern Positionieren von Einstellmechaniken. 4

5 Bauteile und Geräte werden immer kleiner Wafer USB Geräte Sensoren Leiterplatten Sensorchips Hörgeräte Kameramodule 5

6 LTCC Baugruppen Keramik hat grosse Dimensionstoleranzen >0,3mm Keine Fangbohrungen Schwer kontaktierbar bei kleinem Testpunktdurchmesser! Quelle : 6

7 PCB mit kleinen Testpunkten Testpunktdurchmesser < 0,6mm Kontaktstifte treffen nicht 7

8 Alignment mit Fangstiften PCB verfügt über Fangbohrungen Testpunkte > 0,6mm Einsatz Standardadapter 8

9 Alignment mit Kamerasystemen Ausrichten der Baugruppe bzw. Leiterplatte zu den Kontaktierstiften mit Hilfe von Kamerasystemen Markante Merkmale der Leiterplatte werden erfasst, der Korrekturoffset berechnet in X-Y-phi und anschliessend ausgerichtet Testpunktgrösse >200um PCB 9

10 Beispiel ERSA Schablonendrucker Vision Alignment Schablone - Leiterplatte Schablone Kamera Leiterplatte 10

11 Beispiel Schablonendrucker Platine wird mit Kamerasystem ausgerichtet anhand von Fiducials (Referenzmarken) Schablone PCB Aligned 11

12 Beispiel Wafer Prober manuell Waferalignment erfolgt über Mikroskop manuell 12

13 Beispiel Wafer Prober automatisch Waferalignment automatisch 13

14 Beispiel Wafer Prober 14

15 Die neuen Herausforderungen Lage der Baugruppe ist unbestimmt Handling schwierig z.b. bei Flex-Leiterplatten Miniaturstecker schwer kontaktierbar Testpunkte nicht vorhanden aus Platzmangel oder EMV unverträglichkeit Testpunkte zu klein für herkömmliche Kontaktierung Neue Bauformen Neue Produktionsmethoden 15

16 Micro Alignment Leiterplatte Fiducial notwendig 16

17 Ausrichten Komplette Platine oder Streifenweise mit entsprechenden Vorschub PC Motion System 17

18 Micro Alignment step 18

19 Die neuen Herausforderungen - 3D MID Was ist die 3D-MID Technologie? MID steht für Molded Interconnect Device oder Mechatronic Integrated Device Spritzgussmaterial mit Additiven Laser Strukturierung Metallisierung mit chemisch Kupfer Metallisierung mit chemisch Nickel Metallisierung mit chemisch Gold Bestückung mit elektronischen Bauteilen Quelle: Harting AG, Biel 19

20 en möglich sind er Mechatronic Integrated Device Die neuen Herausforderungen - 3D MID rung von Metallschichten Strukturbreiten um 200µm Lage der Kontaktpunkte auf unterschiedlichen Ebenen Handling schwierig, keine gemeinsame Grundfläche rplatte wird hergestellt Schnell wachsende Schaltungs- Komplexität Vielfalt von Bauformen und Testaufgaben Quelle: Harting AG, Biel 20

21 Die neuen Herausforderungen - 3D MID People Power Partnership D-MID Mechatronic Integrated Devices Dr. Michael Römer HARTING AG 9/36 21

22 Die neuen Herausforderungen - 3D MID 22

23 Alignment System Software NI Images Acquisition and Vision Option inkl. Pattern Match Algorithmen IDS Kamera mit telezentrischen Objektiv Hochgenaue Algorithmen für Kamera-Objektiv Kalibrierung Eingespiegelte LED Beleuchtung 3 Achsen Schrittmotorsystem für Positionierung 23

24 Technische Daten KT Micro Alignment Fixture Minimale Testpunktgröße : Fine Pitch minimal : Kontaktierwiederholgenauigkeit : Theoretische Auflösung Positioniersystem : Gleichzeitige Kontaktierung oben - unten 100 um 200 um 1 um 10 um Max. Anzahl von Kontaktierstiften: 300 je Seite ( oben unten ) Automatischer Leiterplatteneinzug Max Leiterplattengröße : 220mm *300 mm 24

25 KT-MCS-500 Fine Pitch Contacting Station Fine Pitch Contacting Station Vision Guided Needle Alignment >500 Test Points Minimum Test Pad Size 150µm 10µm Accuracy, 1µm Resolution Usable for LTCC and PCB Usable with Flex PCBs Vision Guided Needle Alignment 500 Test Points Upper and Lower Multi Level Contact Minimum Test Pad Size 150 µm 10µm Accuracy, 1µm Resolution Process safe contacting of tiny test pads Usable on PCBs and LTCC structures Usable with Flex PCBs Upper and Lower Multi Contacting Level of mini Contact connectors Applications: PCB Panel Test Functional Test In-Circuit Test In-System Programming Stand-alone or inline use Description: 25 Company Presentation 3/3/ The Konrad Fine Pitch Contacting Station MCS-500 is a state-of -the art d solution for testing h printed d circuit o boards a and low temper ature i

26 Kontakt : Konrad GmbH Fritz-Reichle-Ring Radolfzell Tel: info@konrad-technologies.de 26