Elektronische Bauteile – Anomalie beim Opto-solino®-RTI-Sensor
Erkennung von Mikroschäden mittels BRDF-Computational-Imaging
Kundenanforderung:
Moderne elektronische Baugruppen basieren auf hochpräzisen Halbleitergehäusen und Lötverbindungen. Komponenten wie BGA-Gehäuse, Prozessoren und elektronische Module mit hoher Packungsdichte müssen extrem strenge Qualitätsstandards erfüllen, um eine zuverlässige elektrische Leistung und langfristige Haltbarkeit zu gewährleisten.
Hersteller benötigen zuverlässige Prüfverfahren für:
- Lötkugel-Arrays auf BGA-Gehäusen
- Halbleiter-Chip-Gehäuse
- Kontaktflächen und elektrische Schnittstellen
- mikroelektronische Oberflächenstrukturen
- Verunreinigungen oder Fremdkörper auf Gehäusen
Ziel ist es, Oberflächenfehler frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen und eine gleichbleibende Qualität aller elektronischen Bauteile vor der Montage sicherzustellen.
Herausforderungen bei der Inspektion:
Die Inspektion von Halbleitergehäusen und BGA-Lötanordnungen stellt herkömmliche Bildverarbeitungssysteme vor verschiedene Herausforderungen.
Zu den typischen Herausforderungen zählen:
- stark reflektierende Lötkugeln
- dichte Strukturen im Mikromaßstab
- kleine Defekte, die unter festgelegten Lichtverhältnissen schwer zu erkennen sind
- Verunreinigungen oder Oxidation an Kontaktflächen
- Abweichungen in Form oder Höhe der Lötkugeln
Standardkamerasysteme sind auf feste Lichtverhältnisse angewiesen und haben oft Schwierigkeiten mit reflektierenden metallischen Oberflächen wie Lötkugeln. Blendeffekte und Reflexionen können Fehler verdecken oder zu unzuverlässigen Prüfergebnissen führen.
Infolgedessen können bestimmte Fehler bis zu späteren Phasen des Produktionsprozesses unbemerkt bleiben.
Technisches Prinzip
Der solino® RTI-Sensor nutzt BRDF-basierte computergestützte Bildgebung, um Oberflächenstrukturen sichtbar zu machen. Innerhalb von Millisekunden erfasst das System eine Bilderserie unter verschiedenen Beleuchtungswinkeln und rekonstruiert die Reflexionsdaten der Oberfläche rechnerisch.
Zu den wichtigsten Elementen gehören: Dieser Ansatz schafft eine stabile und wiederholbare Prüfumgebung, die unabhängig von den äußeren Lichtverhältnissen ist.
- 64 multidirektionale LED-Beleuchtungen
- photometrische Stereobildaufnahme
- reflexionsbasierte Oberflächenrekonstruktion
- computergestützte Fehlerhervorhebung
Dieser Ansatz schafft eine stabile und reproduzierbare Prüfumgebung, die unabhängig von den äußeren Lichtverhältnissen ist.
Anwendung
Der solino® 10×10 Sensor kann zur Prüfung von Halbleitergehäusen und elektronischen Bauteilen vor der Montage eingesetzt werden.
Typische Prüfobjekte sind: Da das System die Oberfläche aus 64 Beleuchtungsrichtungen erfasst, werden selbst kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten mit deutlich verbessertem Kontrast sichtbar.
- BGA-Lötkugel-Arrays
- Halbleiterchip-Gehäuse
- elektrische Kontaktflächen
- Verschmutzungen oder Fremdkörper
Da das System die Oberfläche unter 64 Beleuchtungsrichtungen erfasst, werden selbst kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten mit deutlich verbessertem Kontrast sichtbar.
Original-RGB-Bild im Vergleich zum CPI-Bild mit Kontrastverstärkung von solino®
Original-RGB-Bild im Vergleich zum solino®-3D-CPI-Bild
Technologische Vorteile
Durch den Einsatz einer kontrollierten, multidirektionalen Beleuchtung verbessert solino® die Sichtbarkeit von Oberflächenanomalien in Halbleiterkomponenten, wie zum Beispiel:
- Defekte oder Verformungen an Lötkugeln
- Oberflächenverunreinigungen und Partikel
- Mikrokratzer oder mechanische Beschädigungen
- Oxidation oder unregelmäßige Reflexion an Lötkontakten
Die Technologie eignet sich besonders gut für reflektierende metallische Oberflächen wie Lötkugeln, bei denen herkömmliche Bildgebungsverfahren aufgrund von Blendung
Original-RGB-Bild im Vergleich zum CPI-Bild der solino®-Oberflächenanomalie
Lösungsarchitektur: Software und Hardware vereint in einer Lösung
Artikelnummer: 100-SO-10-MAN-001 solino® 10x10 – Bildbetrachter + Ständer
Das Inspektionssystem besteht aus:
- solino® RTI-Sensor
- integrierte Kuppelbeleuchtung mit 64 LEDs
- hochauflösende 20-MP-Industriekamera
- solinoStudio-Software zur Bilderfassung und -verarbeitung
Die Sensorausführung ermöglicht die Integration in Inspektionsstationen oder automatisierte Produktionssysteme.
Inspektionsablauf:
- Das elektronische Bauteil wird unter dem solino®-Sensor positioniert
- Das System erfasst eine Reihe von Bildern unter variierenden Beleuchtungsrichtungen
- Computergestützte Algorithmen rekonstruieren die Oberflächenreflexionsdaten
- solinoStudio ermöglicht die Visualisierung von Oberflächenstrukturen
Fazit
Der solino® RTI-Sensor kombiniert kontrollierte Beleuchtung mit computergestützter Bildverarbeitung, um Oberflächenstrukturen sichtbar zu machen, die mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen nur schwer zu erkennen sind. Dies ermöglicht eine zuverlässige Prüfung von Halbleitergehäusen, BGA-Lötanordnungen und elektronischen Bauteilen und hilft Herstellern dabei, die Qualitätssicherung zu verbessern und das Risiko von Fehlern bei der Elektronikmontage zu verringern.
Zusätzliche Bildverarbeitung und KI auf Anfrage verfügbar.
Möchten Sie solino® in Aktion sehen oder Ihre konkrete Anwendung besprechen?
Erleben Sie solino® in Aktion – vereinbaren Sie eine Live-Demo.
Lassen Sie uns über Ihre Anwendung sprechen – vereinbaren Sie ein Gespräch mit unserem Experten.