Automatische Röntgeninspektion mit X Line

Das X Line · 3D ist ein inline AXI-System für die High-End-Inspektion in der Großserienfertigung von bestückten Leiterplatten. Es dient der Qualitätssicherung komplexer und hochwertiger Baugruppen in hoher Prüfgeschwindigkeit.

Die dreidimensionale Röntgeninspektion erfasst sowohl Ober- als auch Unterseite der Leiterplatten innerhalb eines Durchlaufprozesses. Dabei werden die 2D-, 2.5D- und 3D-Röntgenbilder parallel, direkt in der Bewegung mittels scannender Bildaufnahme aufgenommen. Durch ein integriertes Drei-Kammern-Prinzip wird ein paralleles beladen, inspizieren und entladen ermöglicht. Dies sorgt in Kombination mit einem intelligenten, sich an den Prüfling anpassenden, Leiterplattentransport für kurze Handlingzeiten im Bereich von 4 Sekunden. Das System verfügt zudem über ein digitales Wartungskonzept und integriert sich über diverse Schnittstellen in die Welt der Industrie 4.0.

Die AXI-Systeme der GÖPEL electronic sind vielseitig einsetzbar. Zu den Standardaufgaben gehört die Inspektion von BGA-, QFN-, THT-, LED- und LGA- Lötstellen. Darüber hinaus können alle weiteren Lötstellen, egal ob sichtbar oder verdeckt,  auf einer Leiterplatte inspiziert werden. Auch Press-fit Steckverbinder werden mittels 3D planar-CT Verfahren geprüft. Bei der Röntgeninspektion gibt es keine AOI-typischen Reflexionen und Schatten, welche die Prüfung beeinflussen könnten. Die Prüfung basiert auf der Absorption des Materials welches unterschiedliche Dichten und Dicken besitzt. Die Farbe und der Glanzgrad einer Oberfläche beeinflussen die Röntgeninspektion nicht.

Die X Line Systeme sind mit mehreren digitalen, bidirektional scannenden Zeilendetektoren ausgestattet (MultiAngle Detector). Der MultiAngle Detector ermöglicht eine zeitgleiche 2D-, 2.5D- und 3D-Bildaufnahme. Im Gegensatz zu Flat-Panel-Detektoren, bei denen die Aufnahme mittels stop-and-go-Bewegung erfolgt, werden die Röntgenbilder direkt in der Bewegung aufgenommen. Dies führt zu kurzen Bildaufnahmezeiten und verringert die Taktzeit.

Die 2D-, 2.5D- und 3D-Bildaufnahmezeit kann vom Programmierer an die zur Verfügung stehende Taktzeit angepasst werden. Auch die Anzahl schräger Projektionen zur Rekonstruktion eines 3D-Röntgenbildes ist frei konfigurierbar. In der offline Programmiersoftware kann je nach Prüfaufgabe zwischen der 2D-, 2.5D- und 3D-Technologie gewählt werden, um eine optimale Prüfabdeckung zu erreichen.

Im Inneren der X Line Systeme sind drei separate Bandmodule verbaut. Dies ermöglicht ein paralleles Beladen, Inspizieren und Entladen von Leiterplatten. Nach Abschluss der Bildaufnahme wird die Leiterplatte für die Nachverarbeitung auf das nächste Bandmodul transportiert. Die nächste zu inspizierende Leiterplatte rückt direkt nach. Die Nachverarbeitung (Bildverarbeitung, Datenexport, MES) wird somit parallelisiert.

Durch integrierte Bleischotten wird verhindert, dass Röntgenstrahlung beim Leiterplattenwechsel nach außen tritt. Dieser Aufbau reduziert die Handlingzeit und somit die Gesamttaktzeit.

Nicht jede Leiterplatte ist gleich. Unterschiede liegen unter anderem in Größe, Gewicht und Reibwert. Der intelligente Leiterplattentransport intelliFLOW berücksichtigt dies und ermitteltet automatisch die optimalen Transportparameter. Dies ermöglicht produktspezifisch optimierte Handlingzeiten.

Die AXI-Systeme verfügen über einen digitales Wartungskonzept. Die Systeme erstellen nutzungsbasierte Wartungspläne und überwachen sich selbstständig.

Jede Schlüsselkomponente der Maschine wird überwacht und eine detaillierte Wartungsübersicht erstellt. Ein präventiver Wartungsplan reduziert Wartungs- und Maschinenstillstandszeiten und damit auch Kosten. Es werden nutzungsbezogene Werte wie bspw. zurückgelegte Achskilometer, getätigte Pneumatikhübe und Strahlstunden der Röntgenquelle überwacht.

Sind die Warnschwellen überschritten, kann eine vorbeugende Wartung geplant werden - und Ausfallzeiten reduzieren sich.

Die AXI-Systeme verfügen über vier in das Außendesign integrierte, lichtstarke Leuchtbalken zur Erweiterung der Mensch-Maschine-Kommunikation. Die Leuchtbalken befinden sich jeweils in den Ecken der Außenverkleidung und zeigen dem Bedienpersonal auch auf weite Entfernung diverse Systemstatus an. Dies hilft schnell zu reagieren um einen Linienstillstand zu vermeiden.