Automatische Röntgenprüfung von Automotive

Automatische Röntgenprüfung
von Automotive-Baugruppen
mit Göpel X-Line 3D X40
Bernhard Steigmann, Hella KGaA Hueck & Co.
24.09.2014
HF-7761DE_C (2014-06)
Automatische Röntgenprüfung von Automotive-Baugruppen mit
Göpel X-Line 3D X40
Agenda
Kurzvorstellung Hella KGaA
Durchführung AXI benchmark
Vorgehensweise Programmierung
Bewertung von Fehlern am Reparaturplatz incl. TopoView
2 Confidential
Automatische Röntgenprüfung mit Göpel X-Line 3D | 24. September 2014
HELLA Konzern
Überblick
•
Seit über 100 Jahren Partner der Automobilindustrie sowie des Kfz-Teilehandels
•
Global aufgestelltes Familienunternehmen mit über 100 Standorten in mehr als 35 Ländern
•
5,3 Mrd. Euro Konzernumsatz im GJ 2013/2014
•
Über 30.000 Mitarbeiter weltweit, davon mehr als 5.800 in Forschung & Entwicklung
•
Unter den 100 größten deutschen Industrieunternehmen sowie den 50 weltweit führenden
Automobilzulieferern
Geschäftssegmente
Automotive
Licht
• Scheinwerfer
Aftermarket
Elektronik
Special Applications
Handel & Werkstätten
• Karosserieelektronik
• Heckleuchten
• Energiemanagement
• Einfunktionsleuchten
• Fahrerassistenz-
• Innenleuchten
Systeme
• Lichtelektronik
• Sensorik
• Aktuatorik
• Lenkungssysteme
Parts
Tools
Services
• Verschleiß- • Fahrzeug- • Techn.
teile
diagnose
Service
• Ersatzteile • Klima-
• Werkstatt-
• Karosserie- Service
teile
• Licht-,
konzepte
• Zubehör
BatterieService
• Verkaufs-
Spezielle
Erstausrüstung
Industries
• Erstausrüstung von
• Straßenbeleuchtung
Spezialfahrzeugen,
wie z.B. Busse,
Caravans, Landund Baumaschinen
mit Beleuchtung
und Elektronik
unterstützung
• Werkzeuge/• Logistik
Geräte
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• Flughafenbefeuerung
• Innenbeleuchtung
• Industriebeleuchtung
HELLA Geschäftsbereich Elektronik
Fertigungsequipment Werk 4 (Hamm Bockum-Hövel)
9
SMD-Linien
(ca. 1 Mio. BT/h)
Vollverkettete Montagelinien
14
AMS (Automatische Montagesysteme)
10
FMS (Manuelle Montagesysteme)
11
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HELLA Geschäftsbereich Elektronik
Prüfstrategien
Sichtkontrolle
AOI
AXI
ICT
Funktionstest
EOL
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HELLA Geschäftsbereich Elektronik
Produktspektrum Werk 4 (Hamm Bockum-Hövel)
Anzahl unterschiedlicher Reflowgruppen
Anzahl Reflowgruppen (Röntgen)
Losgrößen Röntgen (min/max)
ca. 50
(150 Stück) / 6000 Stück
Anzahl bestückter Bauteile / Nutzen
inspizierte Bauteile / Anschlussformen
typische Zykluszeiten (Röntgen)
6 Confidential
ca. 1200
ca. 1000 – 1500 Stück
BGA, Heatsink, PiP, gullwing,
leadless (QFN), Spule, Stecker
45 - 60s
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AXI-benchmark
Beweggründe
Kapazitätserweiterung zum vorhandenen AXI
Erhöhung der Detailerkennung und Wiederholgenauigkeit
Prüfung zusätzlicher Anschlussformen nach IPC-A-610E
Prüfung verwölbter Leiterplatten
Prüfung in kürzester Taktzeit bei höchster Qualität
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AXI-benchmark
Vorgehensweise
Theoretischer Teil
Praktischer Teil
Lastenhefterstellung
Referenzboard
an Hersteller
Lastenheft als Fragenkatalog
an Hersteller
Darstellung der Prüfalgorithmen
Feinabstimmung durch
Besuch beim Hersteller
Vergleich Prüfprogrammerstellung,
Analyse- u. Reparatursoftware
Auswertung Fragenkataloge
Fähigkeitsermittlung
Anbieterauswahl für
praktischen Teil
Entscheidung für
Göpel OptiCon X-Line 3D X40
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AXI-benchmark
Vorgehensweise – Kriterien des Fragenkatalogs
Standardkriterien
Bilderkennung
Auswertmethodik
Support
Erfahrung / Modernität
Auswertung überlagerter BTs
weltweit
Taktzeit
Kompensation LP-Durchbiegung
Weiterentwicklungen /
Kundenwünsche
Traceability /
Leitrechner, Zuordnung SNR
Auflösung / Anzahl Projektionen
Reaktionszeiten
Kalibrierung
Programmierung
Wiederholgenauigkeit
Funktionsumfang
Stabilität der Software
Standardabweichung BGA void
autom. Grauwertanpassung
Zeitaufwand / Komplexität
Standardabweichung heatsink
Geometriekalibrierung
Aufwand Optimierung Grenzwerte
Messwerte überlagerter Lötstellen
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AXI-benchmark
Referenzboard
6-fach-Nutzen
ca. DIN A4
doppelseitig
6 BGA / 2142 balls
12 QFP heatsink
Prüfmerkmale BGA
void
open
Kurzschluss
Prüfmerkmale QFP
void heatsink
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AXI-benchmark
Reproduzierbarkeit
Standardabweichung am Referenzboard mit 25 Wiederholungsmessungen
Agilent
Hersteller
B
Göpel
(BJ 2008)
Hersteller
A
1,25
3,98
0,65
0,68*
QFP
heatsink
void
0,17
1,09
0,15
0,04*
PiP
solder
volume
-
0,51
0,55
0,02*
BGA
void area
* bei ca. 15% kürzerer Prüfzeit zu Hersteller B
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HELLA Geschäftsbereich Elektronik
Göpel OptiCon X-Line 3D X40
Insellösung mit automatischer Be- u. Entladung sowie Gut-/Schlechtsortierung
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Programmierung Göpel OptiCon X-line 3D X40
Vorgehensweise
CAD-Import
GenCAD, Gerber, pick & place-Daten
Board erstellen
GenCAD, Nutzenzeichnung
Erstellung Prüfstrategien
Nutzung/Kombination vorhandener
Auswahl zu prüfender Bauteile
Aktivierung im Programmeditor
Zuweisung Prüfstrategie
Zuweisung im Programmeditor
Algorithmen Tuning
Auswahl geeigneter Merkmale
Grenzwerte
Optimierung mit Gut-/Schlechtmustern
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Programmierung Göpel OptiCon X-line 3D X40
Vorgehensweise
6-fach-Nutzen
ca. DIN A4
doppelseitig
6 BGA / 2142 balls
12 QFP heatsink
Prüfmerkmale BGA
void
open
Kurzschluss
Prüfmerkmale QFP
void heatsink
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Automatische Röntgenprüfung mit Göpel X-Line 3D | 24. September 2014
Programmierung Göpel OptiCon X-line 3D X40
Heatsink mit CSV-Algorithmus
Voiderkennung Heatsinkflächen mit Aussparung von Durchkontaktierungen, Beispiele
11% void
15 Confidential
9% void
12% void
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19% void
Reparaturplatz Göpel OptiCon X-line 3D X40
Bewertung an 2 Bildschirmen
Bildschirm 1
Nutzenübersicht mit
Fehlerorten, Fehlerarten
und Röntgenbild
Bildschirm 2
Analyseansicht mit
3D-Schicht-Röntgenbild (z-layer-slider)
und Topoview
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Reparaturplatz Göpel OptiCon X-line 3D X40
Heatsinkfläche im Röntgenbild und TopoView
Bildschirm 2
Röntgenbild (slices)
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frei im Raum drehbares TopoView Bild
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Reparaturplatz Göpel OptiCon X-line 3D X40
BGA-Analyse doppelseitig bestückter Baugruppen
TOP
3D-AXI
Trennung von TOP und BOTTOM Seite
mittels Tomosynthese
stets orthogonale Sicht auf Lötstelle
BOTTOM
dadurch Verwendung
einheitlicher Bildbibliothek
keine Notwendigkeit mit 2,5D-Bildern
zu arbeiten
erleichterte Prüfprogrammerstellung
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Reparaturplatz Göpel OptiCon X-line 3D X40
BGA-Analyse doppelseitig bestückter Baugruppen
Void im BGA
19 Confidential
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Reparaturplatz Göpel OptiCon X-line 3D X40
BGA-Analyse doppelseitig bestückter Baugruppen mit Topoview
Röntgenbild
TopoView
BGA void
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Programmierung Göpel OptiCon X-line 3D X40
Lötfläche unbekannter Geometrie (Bsp. Spule) mit OBJ-Algorithmus
OBJ-Algorithmus für unbekannte Anschlussformen
Referenzbild von IO-Lötstelle erzeugen
Korrelationsgrenzwert mittels IO- / NIO-Muster ermitteln
IO-Lötstelle
(Referenzbild)
Bauteil ohne Lot
(auf Folie)
Lot umgeschmolzen
Bauteil aufgeklebt
Lot umgeschmolzen
kein Bauteil
Refernzbild
correlation=0,93
correlation=0,94
correlation=0,80
21 Confidential
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Automatische Röntgenprüfung Göpel OptiCon X-line 3D X40
Vielen Dank !
Für Fragen stehe ich Ihnen gerne
zur Verfügung,
Bernhard Steigmann
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