Viscom_Article_SP_3D-AXI_LEDs_EPP_de.pdf
ADVERTORIAL V erdecktes wir d deutlich sichtbar gemacht Die V iscom AG zählt zu den weltw eit führenden Anbietern von auto- matischen Inspektionssystemen für elektronische Baugruppen. Die Modellpalette reicht von leistun…
ADVERTORIAL
Verdecktes wird deutlich sichtbar gemacht
Die Viscom AG zählt zu den weltweit führenden Anbietern von auto-
matischen Inspektionssystemen für elektronische Baugruppen. Die
Modellpalette reicht von leistungsstarken 3D-AOI-Systemen für die
Kontrolle von Lotpaste, Bestückung und Lötstellen bis zu Inspektions-
systemen für MID, Drahtbondprüfung und Schutzlackinspektion. Im
Bereich der Röntgentechnologie wird die komplette Bandbreite von
Mikrofokus-Röntgenröhren über Offl ine-Prüfi nseln mit µCT-Funktion bis
zur vollautomatischen 3D-Inline-Röntgeninspektion abgedeckt. Viscom-
Systeme sind technologische Spitzenprodukte und werden weltweit
erfolgreich von namhaften Unternehmen in unterschiedlichen
Branchen eingesetzt – dies reicht von der Automobil- und Elektronik-
industrie über die Luft- und Raumfahrttechnik bis hin zur Medizin-
technik und Halbleiterindustrie. Mit Niederlassungen in Europa,
Asien und den USA sowie einem dichten Netz von
Repräsentanten ist Viscom weltweit vertreten.
www.viscom.de
P r o f i l
Gegenüberstellung 2D-AXI (jeweils oben) und 3D-AXI-Schichtbild (jeweils unten)
am Beispiel von drei unterschiedlichen LEDs
V
on der Innenbeleuchtung bis hin zu Straßenlaternen und
Displays gibt es für LEDs unzählige Einsatzmöglichkeiten
und für Industriedesigner bei der Umsetzung ihrer Lichtideen
viel Spielraum. Schon vergleichsweise sehr früh auf diese
Technologie gesetzt hat die Automotive-Branche, sodass sie
heute standardmäßig in Leuchten, Blinkern und Schein-
werfern von Fahrzeugen zu fi nden ist. Bekannte Vorteile sind
die lange Lebensdauer, die hohe Lichtausbeute und der
niedrige Energieverbrauch.
LEDs strahlen zur einen Seite hin Licht und zur anderen
Wärme aus. Entscheidend für ihre Qualität und Langlebigkeit
ist die schnelle Abführung dieser Wärme. Der Elektronik-
Fachverband IPC hat hierzu in seinen Abnahmekriterien für
elektronische Baugruppen keine Standards festgelegt. Zu
Bauteilen mit Unterseiten-Anschlüssen an Wärmesenken
heißt es dort lediglich, dass Kriterien für den nicht sichtbaren
Bereich der Lötstellen der thermischen Ebene durch eine
Vereinbarung zwischen Anwender und Hersteller festgelegt
werden müssen. Für die Wärmeübergangsschicht sind diese
prozess- und designabhängig, wobei u. a. Anwendungshin-
weise der Bauteilhersteller (application notes), Lotabdeckung,
Poren, Lothöhe usw. berücksichtigt werden. Beim Verlöten
dieser Bauteiltypen ist das Vorkommen von Poren und Blasen
in der thermischen Ebene normal. Insbesondere Hohlräume in
den Lötstellen (Voids) können aber verhindern, dass die
Wärme vom Chip und der Sperrschicht des Halbleiterbau-
elements optimal weggeleitet werden kann. Stark abhängig
von der Sperrschichttemperatur sind sowohl die Lebensdauer
(Betriebsstunden), die Wellenlänge (Farbe) als auch die
Lichtausbeute (Helligkeit) der LEDs.
Gerade im Automotive-Bereich sind Fertigung und Kontrolle
der mit LEDs bestückten Leiterplatten oft bei EMS-Dienstleis-
tern angesiedelt (Electronic Manufacturing Services). Sie
müssen strenge Vorgaben ihrer Auftraggeber erfüllen und
gleichzeitig möglichst effi zient sein, um konkurrenzfähig zu
bleiben. Die Markenhersteller legen dabei sehr genau fest, wie
groß der Void-Anteil in Lötstellen prozentual sein darf. Zur
Void-Vermeidung tragen z. B. Prozessöfen mit Vakuum-
kammer bei. Sehr gut erkennen kann man sie wiederum mit
modernstem 3D-Röntgen. Während für die Stichprobenprü-
fung ein vielseitig einsetzbares manuelles System (3D-MXI)
ausreicht, erfolgt die hundertprozentige vollautomatische
Inspektion mit einem System in der Fertigungslinie. Hier sind
heute z. B. Handlingzeiten von bis zu vier Sekunden realisier-
bar, was dadurch erreicht wird, dass sich bis zu drei Leiter-
platten gleichzeitig im 3D-AXI-System befi nden. Damit die
Röntgeninspektion die Linientaktzeit nicht unnötig ausbremst,
sind schnellere 2D-, und 2,5D-Prüfungen beliebig mit dem
zeitaufwändigerem 3D kombinierbar und automatisch nach-
einander ausführbar.
Zur besseren Verifi kation lassen sich mit Hilfe der planaren
Computertomografi e Teil- oder Komplettvolumina eines in-
spizierten Objekts generieren, anzeigen und anschließend mit
einer Maus oder einem Touchscreen kippen, drehen und
zoomen. Besonders hilfreich ist aber die Gewinnung von
Schichtbildern aus den Volumeninformationen. Die Schichten
Mit Röntgen
langlebige Qualität
von LEDs sichern
Wichtige Eigenschaften wie die exakte Position einer Licht emittierenden
Diode (LED) lassen sich optimal mit automatischer optischer Inspektion
(3D-AOI) überprüfen und messen. Das reicht aber nicht aus. Inline-Röntgen
(3D-AXI) bietet ideale Hilfsmittel, um insbesondere die dazugehörigen ver-
deckten Lötstellen genau zu kontrollieren. Ihre Qualität hat entscheidenden
Einfl uss auf das dauerhaft einwandfreie Funktionieren der Leuchtmittel.
Andreas Gladis,
Vertriebsingenieur bei der
Viscom AG, hat mehr als
20 Jahre Praxiserfahrung in
Bereichen wie Informations-
technik, Bildverarbeitung und
Automatisierungsprozesse. Er war bereits für Unter-
nehmen wie die Pohl GmbH in Diekholzen und die
Robert Bosch GmbH in Hildesheim tätig. Kunden
profi tieren heute insbesondere von seiner sachkundigen
Beratung zu hochpräzisen und intelligent vernetz-
baren Inspektionssystemen, die in der SMT-Fertigung
eingesetzt werden. Für Viscom verantwortet er die
Kundenbetreuung und den weiteren Ausbau des
Kundenstamms in zahlreichen Ländern Süd- und
Süd osteuropas.
3D-AXI-System X7056-II
von Viscom
lassen sich sowohl horizontal als auch vertikal extrahieren. Die
von außen verborgenen Voids kann man auf diese Weise
deutlich sehen und analysieren.
Da bei LEDs parallel zur fortschreitenden Miniaturisierung z. B.
auch die sehr genaue Positionierung sehr wichtig ist, trägt
ebenfalls die automatische optische Inspektion entscheidend
zur Qualitätssicherung bei. 3D-AOI und 3D-AXI sind seit vielen
Jahren schon in optimierter Form innerhalb einer Maschine
kombinierbar. Leiterplatten bewegen sich schnell und nahezu
gleichzeitig zwischen den beiden Inspektionsteilen und die
Anteile der verschiedenen Prüfmethoden lassen sich je nach
Bedarf sehr fl exibel festlegen. Eine vernetzte Auswertung
zusammen mit Ergebnissen aus der Lotpasteninspektion
(3D-SPI) dient zudem sehr effektiv der Prozessverbesserung.
Zum Vortrag
In dem Vortrag wird aufgezeigt, wie durchsatzstarkes und
präzises Inline-Röntgen (3D-AXI) dazu beiträgt, die volle Funk-
tionsfähigkeit von LEDs dauerhaft sicherzustellen. Insbeson-
dere 3D-Schichtbilder zeigen, ob der Void-Anteil in Lötstellen
niedrig genug ist, um eine ausreichende Wärmeabführung
garantieren zu können.
Statement
Die Qualitätsanforderungen an LEDs sind nicht nur im Bereich
Automotive sehr hoch und es gilt: Je weniger Voids, desto
besser die Qualität der Lötstelle. 3D-Inline-Röntgen leistet
einen wichtigen Beitrag, damit Leuchtdioden ihre Vorteile
gegenüber anderen Technologien voll ausspielen können.
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