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Das CT-Röntgenprüfsystem VT-X750-V3 des Herstellers Omron inspiziert elektronische Baugruppen von beiden Seiten. Verbesserte Kameras und ein KI-Algorithmus helfen bei der Inspektion der Prüflinge.
Mit der 3D-Prüfung elektronischer Substrate lassen sich Entwicklungen wie bei 5G, Elektrofahrzeugen und Anwendungen für autonomes Fahren umsetzen. Die Hochgeschwindigkeitsinspektion elektronischer Baugruppen erfolgt mit einhundert prozentiger Röntgenstrahlung, ohne das Leiterplattendesign einzuschränken.
Warum es notwendig ist, zuverlässig und gleichzeitig hochwertig zu prüfen, zeigt das Beispiel der fortschreitenden Verdichtung von PCBAs durch IC-Chips. Sie werden beidseitig auf die Leiterplatte aufgetragen. Hinzu kommen weitere Bauteile, die auf die Leiterplatte bestückt werden. Mit herkömmlichen 2D-Röntgenverfahren ist man nicht mehr in der Lage, alle verbauten Komponenten verlässlich zu prüfen.
Mit dem 3D-Prüfverfahren geht allerdings auch ein Problem einher: Die 3D-Röntgenbildgebung, Bildverarbeitung und -prüfung erfordern viel Zeit. Es ist schwierig, sowohl eine hohe Betriebseffizienz und gleichzeitig eine qualitativ hochwertige Prüfung zu erreichen.
Bislang war es üblich, die 3D-CT-Prüfung nur für einen Teil der Baugruppe einzusetzen. Das betraf vor allem besonders kritische Komponenten oder eine Offline-Prüfzelle außerhalb der Produktionslinie. Ziel war es, die Produktions- und Prüfanforderungen vollumfänglich zu erfüllen und mit den Zykluszeiten älterer 2D-Röntgengeräte Schritt zu halten.
Mit dem VT-X750-V3 steht jetzt die Möglichkeit bereit, eine 1,5-mal schneller Prüfgeschwindigkeit als das aktuelle Modell, wodurch eine hundertprozentige CT-Röntgenprüfung selbst komplex bestückter Leiterplatten besser möglich ist.
Dazu setzt Hersteller Omron die Continuous Imaging Technology ein. Hierbei handelt es sich um eine kontinuierliche Bildgebungstechnik, um stereoskopische Bilder ohne Unterbrechung aufzunehmen. Möglich sind dadurch nahtlose, fließende Bewegung durch die Omron-eigene Maschinensteuerung und eine Kamera, die doppelt so empfindlich ist wie bei herkömmlichen Verfahren.
Im Ergebnis ist eine Hochgeschwindigkeitserfassung klarer 3D-Bilder und leistungsstarke Prüfungen bei kürzeren Zykluszeiten möglich. Unterstützt wird die Röntgeninspektion von KI-Algorithmen. Notwendige Einstellungen für die CT-Bildgebung bei der Inspektion werden stärker automatisiert und Anpassungen am Programm lassen sich reduzieren.
[1] SiP/PoP-Paket: SiP = System in Package, PoP = Package on Package. Beides sind Bezeichnungen für Komponenten, die in anspruchsvollen PCB-Designs verwendet werden. Die innere Struktur bestehender IC/LSI-Komponenten ist einlagig; die innere Struktur von SiP- oder PoP-Komponenten ist jedoch mehrlagig und komplexer. Je komplexer die Struktur, desto wichtiger werden 3D-Röntgeninspektionsmöglichkeiten und eine hochwertige Bildgebung. SiP-Bauteile werden häufig für 5G-Kommunikationskomponenten verwendet, etwa für vernetzte Autos und Smartphones. PoP-Bauteile lassen sich für Prozessoranwendungen wie primäre CPUs nutzen.
[2] SiC oder GaN: Herkömmliche Halbleiterbauelemente bestehen hauptsächlich aus Si (Silizium), darunter auch Leistungsbauelemente. Bei vielen dieser Leistungsbauelemente kann es jedoch zu Wärmeproblemen kommen, wenn die elektrische Spannung und der Strom steigen. SiC- (Siliziumkarbid-) oder GaN- (Galliumnitrid-)Bauelemente haben eine höhere Wärmebeständigkeit und werden voraussichtlich die nächste Generation von Leistungshalbleiterbauelementen dominieren.
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ROMAN BRODEL; Indium Corporation; Beta LAYOUT; Omron; ACS Sustainable Chem. Eng.; TSMC; DiIT; clipdealer; (N. Kellaris et al., Adv. Sci. 8, 2100916 (2021); Intel; ODU; eao; gemeinfrei // Pexels; Institut der deutschen Wirtschaft; EFCO; Rutronik; Mikroelektronika; Clipdealer; ADI; Cedric Kreusel; Phoenix Contact; PLC2; Octavo Systems; Intel Corporation; gemeinfrei; Hochschule Mannheim; iC Haus; Mike-Dennis Mueller / Uni Bielefeld; Angst+Pfister; VCG; Hanza Beyers