Automatische optische Inspektion (AOI)

Überprüfung der Lage und Ausrichtung elektronischer Bauteile auf Leiterplatten

Bei der Oberflächenmontage (Surface-Mounting Technology, SMT-Technik), wie sie heute vielfach eingesetzt wird, werden anders als bei der Durchsteckmontage (Through Hole Technology, THT-Technik) keine bedrahteten Bauelemente ver­wen­det. Die einzelnen Bauteile werden bei der Oberflächenmontage zunächst nur lose auf der Leiterplatte platziert. Im nachfolgenden Lötprozess verflüssigt sich die Lötpaste und zieht die Bauteile jeweils zur Mitte ihres Landepads. Hierbei besteht jedoch unter anderem die Möglichkeit, dass einzelne Bauteile auf ihren Landepads verschwimmen und somit nicht mehr korrekt platziert sind.

Die Aufgabenstellung

Vor dem Lötprozess werden die einzelnen elektronischen Bau­teile auf der Leiterplatte platziert. Dabei ist die korrekte Lage und Ausrichtung aller Bau­teile im Bezug zur Leiterplatte maßgebend. Außerdem dürfen keine falschen Bau­teile verlötet werden. Um sicherzustellen, dass alle Komponenten vor dem Löten korrekt platziert wurden sowie nach dem Löten korrekt montiert sind, ist ein Bildverarbeitungssystem das optimale Mittel zur automatischen optischen Inspektion.

Unsere Lösung

Bei unserer AOI-Lösung werden die Positionen der Leiterplatten, die auf ei­nem Förderband transportiert werden, mittels Bildverarbeitung ermittelt. Dies erfolgt anhand eines zuvor definierten Referenzpunktes. Im Falle einer Abwei­chung bezüglich Lage oder Orientierung, werden Korrekturwerte ermittelt und ausgegeben. Die Korrekturwerte können nun von einem mechanischen Sys­tem zur Lagekorrektur oder zur erneuten Platzierung der Bauteile ver­wendet werden.

Um die Lage und Orientierung der Elemente anhand der Spezifikation über­prüfen zu können, macht eine Kamera Bilder der Leiterplatten mit den plat­zie­rten Bauteilen. Unsere Bildverarbeitungssysteme ermitteln etwa Abwei­chungen bei der Orientierung, welche beispielsweise in einer Drehung  der Bauteile um 180 Grad bestehen können. Darüber hinaus wird anhand der gewonnenen Bilddaten überprüft, ob die richtigen Bauteile an den ent­sprech­enden Positionen vorliegen.

Ihr Nutzen

Durch das Ermitteln und Verwenden von Korrekturwerten, kann der Ausschuss während der Produktion erheblich reduziert werden. Dies führt unmittelbar zu einer Minimierung der Produktionskosten. Des Weiteren sind unsere AOI-Systeme flexibel erweiterbar und so können zusätzlich weitere Prüfungen zur generellen Bestückung der Platine, wie zum Beispiel OCR/OVC und Anwesen­heits­kontrollen, integriert werden. Mit gängigen Methoden, wie der Sicht­kon­trolle, werden kleine Abweichungen von der Norm eventuell übersehen, da das menschliche Auge zu geringe Unterschiede nicht wahrnimmt. Für einen optimalen Kontrollvorgang ist der Einsatz eines Bildverarbeitungssystems daher unerlässlich.

Das erhalten Sie von uns

  • 2D-Kamera
  • Auch möglich: 3D- oder Zeilenkamera
  • Industrie-PC
  • Robot Vision Center-Software
  • Halcon

Methoden

Die verschiedenen, auf die Platine gelöteten Bauteile, wie beispielsweise ICs (integrierter Schaltkreis), Kondensatoren und Wider­stände, werden mittels form­basiertem Matching und Bau­teil­vermessung detektiert. Erst dadurch kann die Be­stückung der Leiterplatte hinsichtlich Lage und Aus­richtung der Bauteile über­prüft werden und über das weitere Vorgehen mit der Platine entschieden werden.

Die dabei zugrundeliegenden tolerierbaren Abweichungen in Bezug auf Lage und Orien­tierung werden vorab spe­zi­fiziert.

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