Der SMD-Inspektor wurde speziell für die schnelle optische Ver-messung und Klassifizierung von oberflächenmontierbaren Bauteilen, wie z.B. Widerständen und Kondensatoren, entwickelt. Er wird sowohl direkt in der Produktionslinie der Chiphersteller, als auch in der Wareneingangskontrolle der Distributoren eingesetzt und prüft Bauteile in den gängigen Größenordnungen von (1,0 x 0,5) mm bis (5,7 x 5,0) mm (L x B) / Dickenklasse (H).
Durch das steigende Qualitätsbewußtsein seitens der Anwender wird es für die produzierende Industrie immer wichtiger, auch Massenprodukte mit einer gleichbleibenden Qualität zu liefern. Diese Tatsache macht eine Online-Qualitätskontrolle – also die Prüfung des Produktes direkt während des Herstellungsvorganges oder unmittelbar danach – unabdingbar, um bei eventuellen Fehlern rechtzeitig korrigierend auf Maschineneinstellungen einwirken zu können.
Auf dem Gebiet der SMD-Technik war bislang eine solche Online-Kontrolle aufgrund der hohen Durchsatzraten von mehreren Millionen Teilen pro Tag nur schwer realisierbar. Die notwendigen optischen Prüfungen werden zudem zur Zeit überwiegend manuell und damit auch nur stichprobenartig durchgeführt. Kommen bei dieser Stichproben-prüfung Fehler zum Vorschein, wird das komplette Los, also auch die Gutteile, gesperrt und im Normalfall zum Ausschuß erklärt. So landet bares Geld in der Tonne. Der SMD-Inspektor schafft Abhilfe: Die Taktrate von 17 Teilen pro Sekunde erlaubt eine wirtschaftliche Nutzung, wobei die wesentlichen Fehlermerkmale der kleinen Chip-Widerstände bzw. -Kondensatoren, wie
u Fehlstellen in der Passivierungsschichtu Qualität der Beschriftung
u Risse
u Maßhaltigkeit des Bauteils und der Kon- taktierung
u Kantenausbrüche und
u falsche Teile
mit einer nahezu 100 %-igen Sicherheit erkannt werden. Mit einer auf die Produktionsmenge abgestimmten Anzahl von Anlagen kann somit eine absolute Kontrolle über den Prozeß erreicht werden wobei das maschinelle Auge keinen Stimmungsschwankungen unterliegt.
Dieses heißt im Klartext: Das Ergebnis der berührungslosen Prüfung unterliegt einer hohen Reproduzierbarkeit und ist zu jedem Zeitpunkt eine objektive und auch steuerbare Qualitätsbeurteilung. Ganz nebenbei bringt das in der Bedienersoftware enthaltene Sta-tistikmodul die Häufigkeit der aufgetretenen Fehler ans Licht und eröffnet somit die Chance zur schrittweisen Prozeßoptimierung.
Das Konzept
Der SMD-Inspektor besteht aus folgenden Komponenten:
l Bildverarbeitungssystem inklusive Aus- werteeinheiten
l 2, 4 oder 6 CCD-Flächenkameras
l Beleuchtungseinheiten mit Lichtzufüh- rung durch Lichtleiter
l Multitasking-Software Chipprüfung, lauf- fähig unter Windows NT
l Prüfmechanik mit Steuerrechner (optio- nal)
Das System ist in einem Schaltschrank, zusammen mit den übrigen Steuerungskomponenten integriert und durch die kompakte Bauform variabel zu plazieren.
Funktionsprinzip und Durchführung
Vor Beginn des Prüfvorganges wird das System konfiguriert, d.h. es werden die bauteilspezifischen Daten eingegeben und die Prüfbedingungen und -kriterien festgelegt. Die Eingabe der Prüfparameter erfolgt interaktiv mit Hilfe der graphischen Benutzeroberfläche. Diese Einstellungen sind auf der Festplatte speicherbar und somit jederzeit wieder abrufbar.
Nach erfolgter Parametrierung werden die oberflächenmontierbaren Bauteile durch eine geeignete Mechanik einzeln nacheinander vor den CCD-Kameraeinheiten mit entsprechender Beleuchtung positioniert. Hierbei spielt es in gewissem Maße keine Rolle, in welcher Orientierung das Bauteil vor die Kamera geführt wird, da das System die Lage selbständig erkennt. Abhängig von der Anzahl der eingesetzten Flächenkameras besteht die Möglichkeit, eine 2-, 4- oder 6-Seiten-Prüfung durchzuführen, wobei die o.g. Fehlermerkmale in einer Zeit von ca. 60 ms überprüft werden und eine Klassifizierung des SMD vorgenommen wird. Aufgrund der hohen Taktrate von 17 Teilen/sec ist eine parallele Auswertung der Daten-mengen notwendig. Aus diesem Grund besteht die Software aus mehreren Verarbeitungsketten, welche wiederum aus einer Vielzahl von Modulen aufgebaut sind. Jedes Modul kann somit einen Teil der Prüfaufgabe übernehmen. Während der Prüfung kann optional eine einfache Fehlerstatistik dargestellt werden.
Für Flexibilität ist ebenfalls gesorgt. Das Modul zur Schrifterkennung läßt sich durch Trainieren des neuronalen Netzwerkes problemlos auf neue Schrifttypen einstellen.
Ausblick/Nutzen
Die Wirtschaftlichkeit des SMD-Inspektors läßt sich an vielen Kriterien messen, von denen jedes für sich schon Grund genug ist, das System einzusetzen.
Neben der gleichbleibend guten Qualität der Bauteile läßt sich durch die statistische Auswertung der aufgetretenen Fehler eine sinnvolle Prozeßoptimierung erreichen. Durch Rationalisierung und vor allen Dingen durch die Ausbeutesteigerung lassen sich erheblich höhere Gewinne erzielen.
Weitere Informationen A QE 402
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