Röntgenprüfung in der Elektronikfertigung
Entlang der gesamten Produktionskette kommen die Bauteile und Baugruppen bei A+B Electronic mit der Röntgentechnologie in Berührung.
Wo die optische Inspektion an ihre Grenzen stößt, kann in vielen Fällen ein Röntgenprüfsystem helfen. Von der Bauteilprüfung und Erstmusterkontrolle bis hin zum manuellen Reworking - gerade in Zeiten von Bauteilkrisen bekommt die Manual X-ray Inspection (MXI) eine wichtigere Bedeutung.
Bauteilprüfung im 1-zu-1 Vergleich
Noch bevor die Bauteile in die Leiterplattenbestückung gehen, führen wir stichprobenartig Röntgenprüfungen durch. So sehen wir direkt, ob die Bauteile in Ordnung und zumindest hardwareseitig funktionsfähig sind. Hierzu wird ein direkter 1-zu-1-Vergleich angestellt. Die geschulten Kollegen nutzen ein Bauteil als Referenz, das sicher intakt ist. Dieses wird an der Röntgenanlage mit weiteren Bauteilen verglichen. So lässt sich beispielsweise erkennen, ob die Bonddrähte an denselben Stellen platziert sind.
Sonderfall: Bauteilfälschungen durch Röntgeninspektion erkennen
Ganz allgemein stehen Bauteilfälschungen nicht an der Tagesordnung bei A+B Electronic. Aber gerade im Rahmen der angespannten Liefersituation kommt es immer öfter zu Situationen, in denen wir Bauteile mithilfe der Röntgentechnologie auf ihre Echtheit überprüfen.
Seit Anfang 2021 ist es stetig schwerer geworden, Bauteile direkt über die Hersteller zu beziehen. Stattdessen müssen immer mehr Elektronikfertiger über den freien Markt einkaufen. Hierzu arbeitet auch A+B Electronic mit zertifizierten Brokern zusammen. Trotz aller Vorsicht bleibt dabei eine gewisse Unsicherheit: Wurden die Bauteile richtig gelagert? Sind es wirklich Originale?
Heute sind Fälschungen so gut, dass sie von außen nicht erkennbar sind. Da kann ein Blick ins Innere helfen, denn im schlimmsten Fall enthalten die Gehäuse gar keine Elektronik. Eine leere Plastikhülle mit Beinchen, die für die Elektronikfertigung nicht zu gebrauchen ist. Solche dreisten Fälschungen lassen sich über die Röntgeninspektion ohne Probleme erkennen. Allerdings kommen diese extremen Fälle sehr selten vor. Trotzdem führen wir aktuell vermehrt Stichproben durch, um grobe Mängel auszuschließen.
Röntgenprüfsystem YXLON Cheetah
- Durchlichtungsbereich: 460x410 mm
- Maximale Detailerkennbarkeit: 0,75 µm
- Maximalgewicht Prüfteil: 5 kg
Mit unseren Röntgenprüfsystemen können wir auch versteckte Fehler auf Baugruppen finden und flexibel auf Kundenwünsche reagieren.
Bauteilröntgenzähler: Lagerbestände ohne Verlust überprüfen
Die Röntgentechnologie kommt nicht nur für Inspektionen zum Einsatz, sondern auch zur Überprüfung der Lagerbestände. Man könnte meinen, es ist einfache Mathematik: 2.000 Bauteile werden dem Lager entnommen, um 900 hiervon in einem Auftrag zu bestücken. Zum Schluss sollten also 1.100 Bauteile wieder eingelagert werden. Aber ganz so einfach ist es nicht. Über den Bestückungsprozess kommt es oft zu kleineren Verlusten – manchmal fallen Bauteile beim Aufrüsten der Feeder heraus, mal sortiert der Bestückungsautomat einzelne Teile aus.
Während früher Bauteilrollen vor dem Einlagern manuell durch einen mechanischen Zählautomaten gezogen werden mussten, steht heute ein vollautomatischer Bauteilröntgenzähler im Lager von A+B Electronic. Bis zu 4 Rollen können parallel überprüft werden. Dabei wird über die Röntgenstrahlung ermittelt, wie viele Bauteile auf einer Rolle sind. Von hier aus wird der Stand automatisch ins interne ERP-System durchgegeben und die Bauteile bis zum nächsten Auftrag eingelagert. So sind wir immer auf der sicheren Seite was die verfügbaren Bauteile bei uns im Haus angeht.
Ein weiterer Vorteil: Bauteile müssen nicht aus ihren Schutzverpackungen entnommen werden, um den Bestand zu erfassen. Jedes Bauteil verfügt über ein MSL, ein Moisture Sensitivity Level, das die Feuchteempfindlichkeit beschreibt. Deswegen werden die Bauelemente in einer luftdichten, eingeschweißten Verpackung gelagert. Jeder Kontakt mit der Luft bedeutet, dass das Bauteil Feuchtigkeit ziehen kann. In dem Bestückungsprozess kann das unter Umständen zu Problemen führen. Über den Bauteilröntgenzähler können die Bauteilrollen in ihrer Verpackung verbleiben und werden so weniger Umwelteinflüssen ausgesetzt.
Bauteilröntgenzähler HAWKEYE1000
- Scan von bis zu vier Rollen in <10 Sekunden
- Von 01005 Bauteilen bis hin zu großen Steckern
- Erfassen von Rollen, Trays und speziellen Formen (z.B. DryPacks)
Mit unserem Bauteilröntgenzähler haben wir immer den genauen Überblick unserer Lagerbestände. So können wir unsere Prozesse und den Materialeinkauf optimal planen.
Röntgenprüfung bei der Erstmusterkontrolle
Das Röntgenprüfsystem dient bei A+B Electronic im Schwerpunkt dazu, die Prozesssicherheit zu gewährleisten. Zu Beginn eines Projektes wird ein Erstmuster unter Serienbedingungen fertigt, das anschließend in der Röntgeninspektion geprüft wird. So können versteckte Lötstellen bei BGAs oder QFNs kontrolliert werden. Beim Durchleuchten fallen Fehlstellen wie Voids, Versätze und ähnliche Mängel direkt auf und bei Bedarf kann für die Serienproduktion nachgebessert werden. So gehen nur einwandfreie Erstmuster anschließend in die SMD- und THT-Bestückung über. Ab dem Zeitpunkt der Erstmusterprüfung machen wir aber auch stichprobenartige Überprüfungen und Dokumentationen auf Kundenwunsch.
Röntgeninspektion im Rework-Prozess
Direkt angrenzend zur Röntgenanlage findet sich die Rework-Station von A+B Electronic. Hier lassen sich einzelne Bauteile auf bestückten Leiterplatten manuell austauschen. Das Wechseln einzelner, fehlerhafter Bauteile ist nicht nur nachhaltiger, sondern auch kostengünstiger und schneller als eine neue Serienfertigung. Der manuelle Prozess wird anschließend über die Röntgenanlage überprüft. So sehen die Kollegen direkt, ob alle Lötstellen in Ordnung sind.
Die Grenzen der Röntgeninspektion
Eine manuelle Röntgenprüfung bietet keine absolute Sicherheit. Zwar kann die Hardware von Bauteilen überprüft werden, wenn aber ein Fehler in der Programmierung vorliegt, kann es schon schwieriger werden. So gibt es z.B. Bauteile, die nur ein einziges Mal programmiert werden können. Es ist rein äußerlich funktionsfähig für das Röntgengerät, aber es war bereits in anderen Baugruppen eingesetzt und ist durch die Programmierung nicht für andere Projekte zu gebrauchen.
Essenziell für die Röntgeninspektion ist außerdem ein gut geschultes Personal. Fachkräfte sind an dieser Stelle besonders wichtig, da im Bereich MXI keine Fehler automatisiert erkannt werden. Andere Formen der Revision, wie zum Beispiel die automatische optische Inspektion (AOI), geben mögliche Fehlerquellen vor, die anschließend nur beurteilt werden müssen. Die Graustufen eines Röntgenbildes hingegen lassen immer einen gewissen Interpretationsspielraum, der durch Erfahrung ausgeglichen werden muss. Deswegen haben wir bei uns im Haus mehrere Kollegen, die im Bereich Röntgeninspektion Weiterbildungen gemacht haben.
