3D Technologie

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Die 3D AOI/SPI Technologie von Saki

Eine Technologie – Zwei Anwendungen, AOI und SPI

Die Inspektion und Auswertung von Leiterkartenoberflächen beruht auf der Vereinigung von 2 unterschiedlichen Systemen. Das eine System besteht aus einer orthogonale Kamera welche mit entsprechenden Beleuchtungen ein 2D Image erfasst. Das zweite ist ein so genanntes PMP-System welches aus verschiedenen Winkeln die Oberflächenstruktur der Leiterkarte erfasst.

Mit der Vereinigung dieser Systeme werden die 2D-Pixeldaten mit der 3D Messung ergänzt. Die Software kennt damit die X/Y Position, Farb- und Grauwert sowie den Höhenwert eines jeden Pixels.

BF-3Di – Inline 3D-AOI Inspektion mit der 3. Dimension

Ein AOI für höchste Ansprüche

Neue Horizonte in der automatischen Inspektion eröffnet die Integrierung der dritten Dimension.

Mit dem BF-3Di werden nebst den üblichen 2D Daten wie X/Y Position, Farb- und Grauwerte eines jeden Pixels, auch die Höheninformationen ermittelt.

Durch die Erstellung eines Höhenrasters werden Bauteile präziser erkannt und positioniert. Das Resultat ist ein sicherer AOI-Prozess mit signifikant weniger Aufwand (Debug, Programmierung) als 2D-Technologien.

BF-3Si – Inline 3D-SPI für eine zuverlässige Pasteninspektion

Der 3D-SPI erweitert mit 2D Informationen

Im BF-3Si ist die bewährte PMP Technologie, welche zur Erfassung des Höhenprofils verwendet wird, ergänzt mit 2D Informationen. Damit steht für dem System nicht nur die Höhe und Position eines jeden Pixels zur Verfügung, sondern auch Farb- und Grauwerte.

Diese zusätzlichen Informationen erweitern die Inspektionsmöglichkeiten und unterstützen die 3D Rekonstruktion.

Für die erweiterte Einbindung in SMD Linien ist der BF-3Si mit einem Active-Feedback System ausgerüstet. Damit kann ein vorgängiger Pastendrucker automatische Korrekturen vornehmen.

PMP System mit Active Projection – für Bauteile bis 20mm Höhe

Saki verwendet beim PMP-System, welches das Höhenprofil der Leiterkarte erfasst, das so genannte Active Projection Feature. Dieses erlaubt die Anwendung verschiedener Streifenraster sowie Streifenfarben.

Mit der Veränderung des Streifenrasters verändert sich die maximal messbare Höhe eines Bauteiles. Saki kann damit Bauteile bis zu 20mm Höhe erfassen.

 

 

Eine Änderung der Farbe bewirkt einen höheren Kontrast speziell bei weissen, beziehungsweise schwarzen Bauteilen. Ein höherer Kontrast wirkt sich direkt auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung aus.

3D Messung ohne toten Winkel bzw. Schatten

Das PMP-System beruht auf eine Streifenprojektor welcher nicht orthogonal sondern angewinkelt auf die Leiterkarte projiziert. Entsprechend entsteht hinter den Bauteilen ein toter Winkel oder auch Schatten genannt welcher nicht präzise auswertbar ist.

Um diesen Effekt zu beheben wendet Saki 4 Projektoren an, welche im Kreis gleichmässig verteilt sind. Damit entstehen zuverlässige Höheninformation in und um hohe Bauteile.

Automatische Höhen- und X/Y Anpassung

Das Erfassen des Höhenprofils wie zum Beispiel die Anzahl aufzunehmender Frames, erfordert Zeit. Kurze Taktzeiten sind aber auch bei einem 3D AOI unabdingbar. Um den Ansprüchen von Hochgeschwindigkeitslinien nachzukommen wurden verschiedenen Elemente speziell optimiert.

So ist die elektronische Architektur so aufgebaut um möglichst einen ungehinderten, simultanen Vorgang zwischen Bilderfassungen und Auswertungen zu erlauben.

Des Weiteren sind softwareseitig automatische Optimierungsroutinen vorhanden um die Anzahl der benötigten Frames dem Produkt und den Inspektionsansprüchen anzupassen.

Automatische Höhen- und X/Y Anpassung

Eine durchhängende oder überbogene Leiterkarte beeinflusst die zuverlässige und akkurate Höhenmessung sowie die orthogonale X/Y Position eines Bauteiles.

Um dies zu korrigieren werden in jedem FOV neue Nullpunkte errechnet. Des Weiteren wird die komplette Leiterkarte in mehrere Sektoren aufgeteilt. Anhand der Nullpunkte dieser Sektoren wird die Biegung der Leiterkarte ermittelt.

Die ermittelten Werte fliessen dann zur Korrektur in die Höhenmessung und X/Y Position der einzelnen Bauteile.

AOI Inspektionsbeispiele mit der zusätzlichen 3D Information

Positionsbestimmung

Die Daten zur Erstellung des Höhenrasters eines Bauteiles kommen zu 100% von der PMP-Auswertung. Diese ist, nicht wie eine 2D-Ansicht beeinflussbar von Bauteilreflektionen und Hintergründen (Leiterkarte, Lötung, Pads). Dadurch kann die Bauteilposition präziser und sicherer ermittelt werden.

Positionsbestimmung

Die Daten zur Erstellung des Höhenrasters eines Bauteiles kommen zu 100% von der PMP-Auswertung. Diese ist, nicht wie eine 2D-Ansicht beeinflussbar von Bauteilreflektionen und Hintergründen (Leiterkarte, Lötung, Pads). Dadurch kann die Bauteilposition präziser und sicherer ermittelt werden.

Grabsteine

Wo konventionelle 2D-AOIs zur Ermittlung eines Auflegers die Lötstelle auswerten, erstellt der BF-3Di ein exakt gemessenes Höhenprofil.

Mit Hilfe des Höhenprofils lassen sich genaue Grenzwerte für einen Grabstein/Aufleger setzten.

Gehobener IC Anschluss

Mit der Erstellung eines Höhenrasters entlang einer IC-Anschlussseite werden Abweichungen von Anschlusshöhen sicher erkannt.

Damit können absolute sowie relative Grenzwerte klar definiert werden.

SPI Pasteninspektion mit der zusätzlichen 2D Information

Eine akkurate Inspektion des Pastendruckes beruht heutzutage meistens auf der Auswertung eines Höhenprofils. Damit kann zuverlässig ein Pastendepot qualifiziert werden.

Wie sieht es aber neben dem Pastendepot aus?

Die zusätzliche Nutzung von 2D Informationen für die Inspektion bringt weitere Sicherheiten und kann die 3D Auswertung in folgenden Punkten unterstützen:

  • Sichere Bestimmung des Z-Nullpunktes
  • Unterstützend bei der Kantenerkennung
  • Erkennung von Pastenverschmierung
  • Erkennung von Pastenspritzer
  • Kratzer
  • Fingerabdrücke

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