Visuelle Inspektion – eine Abkürzung zur Kostenreduzierung und Zuverlässigkeitsverbesserung in der Elektronikfertigung

Elektronische Produkte finden breite Anwendung in der Unterhaltungselektronik, Telekommunikationselektronik, industriellen Steuerungselektronik sowie in der Militär- und Luftfahrtelektronik, die alle eine wesentliche Rolle in allen Bereichen des menschlichen Lebens spielen und von denen einige sogar das Leben der Menschen betreffen. Obwohl elektronische Produkte, wie oben erwähnt, in mehrere Kategorien eingeteilt werden können, teilen sie im Grunde denselben Herstellungsprozess. Grundsätzlich besteht die Elektronikfertigung hauptsächlich aus vier Elementen: Bauteile, PWB (Printed Wiring Board), SMT (Surface Mount Technology) und AI (Auto-Insert)-Technologie sowie Montage. Elektronische Bauteile werden zunächst mithilfe von SMT- und/oder AI-Technologie auf PWBs angebracht und anschließend werden mehrere elektronische Baugruppen zusammengefügt, um Endprodukte herzustellen.

Es ist notwendig klarzustellen, dass sich die sogenannte Sichtprüfung, die in diesem Artikel erwähnt wird, auf die Fertigungsinspektion mit Hilfe von Sichtprüfgeräten wie Bildaufnahmegeräten bezieht. Durch Bildvergrößerung, Zeichenerkennung oder Bildverarbeitung wird ein Vergleich zwischen den tatsächlichen Produkten und den eingegebenen Daten durchgeführt, sodass die Produktqualität gewährleistet werden kann. Bis jetzt gehören zu den typischen Sichtprüfgeräten Mikroskope, Videolupe, Lotpasten-Inspektionsgeräte,AOI (Automatisches Optisches Instrument)um nur einige zu nennen. Allerdings ist die visuelle Inspektion mit bloßem Auge ausgeschlossen.

Notwendigkeit der Sichtprüfung in der Elektronikfertigung

Die allmähliche Entwicklung der Technologie führt dazu, dass sich die Elektronikfertigungstechnologien ständig weiterentwickeln. Infolgedessen neigen elektronische Produkte dazu, miniaturisiert zu werden, wobei die Verdichtung immer stärker in den Vordergrund tritt. Darüber hinaus werden die Bauteile immer kleiner und Leiterplatten (PCBs, Printed Circuit Boards) müssen immer höhere Packungsdichten aufnehmen, sodass die Bestückungsdichte stark angestiegen ist und die Anforderungen an die Produktqualität immer höher werden. Daher ist die Qualitätskontrolle während des Elektronikfertigungsprozesses von großer Bedeutung.

Abgesehen von potenziellen Trends der modernen Elektronik weist die visuelle Inspektion mit Hilfe von visuellen Inspektionsgeräten mehr Vorteile auf als die herkömmliche Sichtprüfung mit bloßem Auge.
• Die Sichtprüfung mit bloßem Auge ist ermüdend und wenig effizient.
• Das bloße Auge erfüllt die Inspektionsanforderungen für die Prüfung miniaturisierter Bauteile nicht.
• Die Sichtprüfung mit bloßem Auge ist schlecht für die Sehkraft der Mitarbeiter und es ist schwierig, genaue Prüfergebnisse zu erfassen.

Dennoch wird die Arbeitsintensität durch den Einsatz von visuellen Inspektionsgeräten erheblich verringert, während die Inspektionseffizienz gesteigert wird. Bis jetzt wird die visuelle Inspektion mit Inspektionsgeräten in allen Phasen der Elektronikfertigung weit verbreitet angewendet.

Anwendung der Sichtprüfung in der Qualitätskontrolle von Bauteilen

Die visuelle Inspektion hat in der Komponentenfertigung seit langem große Bedeutung, da sie für Siebdruck, Leiterschleifenwiderstand, Induktivität, Polarität und Ausrichtung eingesetzt wird. Alle oben genannten Aspekte werden vom Personal mit bloßem Auge überprüft, was zu einer höheren Subjektivität führt und das Personal leicht ermüden lässt. Infolgedessen sind Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Komponentenqualität schwer zu gewährleisten. Durch die Vergrößerung des Bildes mittels Inspektionsgeräten vor der Prüfung werden Defekte deutlicher sichtbar und das Personal wird weniger ermüdet.

Anwendung der Sichtprüfung in der Qualitätskontrolle von Leiterplatten

Selbst die am meisten vereinfachte Version vonPCB-Herstellungsprozessenthält immer noch mindestens 10 Schritte.

Wenn es um die Qualitätskontrolle und Inspektion von Leiterplatten (PCB) geht, muss den folgenden Prüfpunkten besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden: Fremdkörper, freiliegendes Kupfer, Kratzer, unzureichende Beschichtung, fehlerhafter Siebdruck, ungleichmäßige Lötpaste und Pads, Restkupfer und Abbildung. All diese Defekte sind mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Derzeit umfassen die visuellen Inspektionsmethoden oder -geräte für die Qualitätskontrolle von Leiterplatten:
• AOI-Ausrüstung zur Inspektion von unbestückten Leiterplatten. AOI-Bereiche für unbestückte Leiterplatten umfassen Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Restkupfer, Leerstellen usw.
• Lupe. Die Lupe ist nur in der Lage, Defekte zu inspizieren, die auf der Oberfläche der Leiterplatte sichtbar sind. Diese Methode wird in der modernen Elektronikfertigung selten eingesetzt.
• Sichtprüfung mit bloßem Auge. Die Sichtprüfung mit bloßem Auge ist eine altmodische Inspektionsmethode, obwohl sie den stetig steigenden Anforderungen an die Qualitätskontrolle und die Dichte des PCB-Designs selten gerecht wird. Daher sind Zuverlässigkeit und Stabilität der Sichtprüfung mit bloßem Auge schwer zu gewährleisten.
• Optisches Videoanzeigesystem, das die Sichtprüfung mit bloßem Auge und AOI kombiniert. Dieses System zeigt PCB-Bilder vergrößert auf dem Monitor an, um die Inspektion zu erleichtern.

Anwendung der visuellen Inspektion in der SMT/AI-Technologie

SMT ist heute die am weitesten verbreitete Montagetechnologie in der Elektronikfertigung.LeiterplattenbestückungsprozessMit der Anwendung der SMT sind hauptsächlich folgende Schritte verbunden: Lötpasten-Druck, Bestückung, Reflow-Löten, Reinigung, Inspektion und Nacharbeit. Alle in den verschiedenen Fertigungsphasen eingesetzten Prüfgeräte umfassen: Lupe, Mikroskop, ICT (In-Circuit-Test), Flying-Probe-Test, AOI, AXI und Funktionstest, wobei Lupe, Mikroskop, AOI und AXI zum Bereich der Sichtprüfung gehören.

Die visuelle Inspektion führt während des SMT-Montageprozesses zu unterschiedlichen Inspektionsergebnissen und -zielen, je nachdem, an welcher Station sie durchgeführt wird.

• Nach dem Lötpasten-Druck

Das Drucken der Lotpaste ist das erste Verfahren der SMT-Bestückung und seine Qualität bestimmt direkt die Qualität der Endprodukte. Daher ist es sehr notwendig, nach dem Drucken der Lotpaste eine visuelle Inspektion durchzuführen. Bis jetzt wird die Inspektion des Lotpastendrucks durch die folgenden Methoden durchgeführt:
a. Online- oder Offline-Lotpasteninspektion, bei der hauptsächlich 3D-Darstellungen der auf Pads gedruckten Lotpaste auf dem Monitor angezeigt werden, sodass Defekte hinsichtlich Dicke, Volumen, Verschiebung, Leerräumen, übermäßiger oder unzureichender Lotpaste sichtbar gemacht werden können.
b. Lupe.
c. CCD-Inspektor. Er zeigt vergrößerte Bilder auf dem Monitor an, sodass die Bediener die Druckqualität erkennen können.

• Nach der Chipmontage

Teilweise bestückte Leiterplatten werden nach der Chipmontage vor dem Reflow-Löten einer Sichtprüfung unterzogen, wodurch Montagefehler frühzeitig erkannt werden können. Dadurch lassen sich fehlerhafte Produkte in großen Stückzahlen vermeiden und die Kosten für Wartung und Nacharbeit werden erheblich reduziert. In dieser Phase kommen folgende Sichtprüfgeräte zum Einsatz:
a. AOI vor dem Reflow-Ofen. Dies hilft, Fehler wie fehlende Bauteile, Verschiebung, Polarität und Ausrichtung aufzudecken.
b. Lupe.
c. CCD-Inspektor.

• Nach dem Reflow-Löten

Die Inspektion nach dem Reflow-Löten verwendet die gleichen visuellen Inspektionsgeräte wie vor dem Reflow-Ofen, hauptsächlich AOI, Lupe und CCD.

Abgesehen von den oben genannten Stationen, die eine Sichtprüfung erfordern, benötigen viele weitere Stationen ebenfalls eine visuelle Inspektion, wie zum Beispiel Wartungsstationen, Barcode-Prüfungen und Stationen für die Inspektion spezieller Komponenten, einschließlich BGAs, ICs, Steckverbinder usw.

Vergleich zwischen visueller Inspektion und manueller Inspektion

Die Elektronikfertigungsindustrie betrachtet die Sichtprüfung mit bloßem Auge als eine traditionelle Inspektionsmethode, auch manuelle Inspektion genannt. Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich zwischen Sichtprüfung und manueller Inspektion.

Die moderne Elektronikfertigung hat die wesentliche Bedeutung der Sichtprüfung für eine umfassende Qualitätskontrolle erkannt. Die Sichtprüfung unter Einsatz von Geräten ist vorteilhaft, da Fertigungsfehler bereits in einem frühen Stadium aufgedeckt werden können, wodurch die Ausbeute und die Durchlaufquote erhöht werden.

PCBCart führt mehrere Arten von Inspektionen durch, um die Qualität und Leistung Ihrer Leiterplatten zu gewährleisten.

Wir verstehen vollkommen, dass Leiterplatten das Herzstück fast aller Elektronik sind. Deshalb setzen wir während des gesamten Herstellungs- und Montageprozesses verschiedene Inspektionsmethoden für Leiterplatten ein. Unsere gängigen Testmethoden umfassen den Elektrischen Test, AOI, AXI und Flying Probe Test. Darüber hinaus bieten wir kundenspezifische Testoptionen an, die auf den spezifischen Anforderungen unserer Kunden basieren. Sie könnenkontaktieren Sie unsum Ihre genauen Anforderungen an PCB-Tests zu besprechen.

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