EFA Picture

EFA Picture

Der Trend zur Miniaturisierung elektronischer Bauelemente hält ungebrochen an. Bauteile werden bei gleicher Bauform leistungsfähiger und neue, kleinere Bauformen werden marktreif. Dadurch wird sowohl die Herstellung kleinere Leiterplatinen möglich als auch die Fertigung von Leiterplatinen mit deutlich höheren Packungsdichten. In jedem Fall steigen mit dem Miniaturisierungstrend die Anforderungen an die Konstruktion und die Fertigung von Leiterplatinen umgekehrt proportional zur Größe der verbauten Komponente an!

Probleme der Miniaturisierung

Je kleiner die Bauteilgröße wird desto höher werden die Anforderungen an die Auflösung eines Inspektionssystems. Daher ist es nicht verwunderlich, dass vermehrt Mikroskope zum Einsatz kommen, um einzelne Bauteile gezielt zu untersuchen.

Je größer allerdings die Bauteildichte wird, desto aufwendiger gestaltet sich die Suche nach dem korrekten Bauteil auf der Leiterplatine. Diese Suche beschränkt dabei nicht nur auf die Leiterplatine, sondern auch auf den Bestückdruck! Denn darin sind die notwendigen Informationen für eine erfolgreiche Inspektion beinhaltet.

Eine stetig steigende Bauteildichte führt daher zwangsläufig zu einem stetig steigende Inspektionsaufwand, wenn das Prinzip der Inspektion nicht grundlegend verändert wird!

Das EFA Prinzip!

Zur Lösung dieses Dilemmas setzt EFA auf eine Kombination aus Soft- und Hardwarelösungen!

Im 1. Schritt ermöglichen die Hardwarelösungen die Erstellung einer mikroskopischen Gesamtaufnahme von der Leiterplatine in der notwendigen Auflösung.

Im 2. Schritt verwenden die Softwarelösungen das Verfahren der Augmented Reality zur Projektion des Bestückdrucks auf die mikroskopische Gesamtaufnahme.

Im 3. Schritt werden inhärente Gruppierungsmerkmale, wie z.B. die Sachnummer einer Komponente, softwareseitig herangezogen, um gleiche Bauteile gemeinsam zu bewerten.

Diese Art der Inspektion wird als Augmented Realtity Inspection nach Sachnummern bezeichnet und erlaubt die effiziente Inspektion von dicht-gepackten Leiterplatinen mit Bauteilen, die auch mikroskopische Größen annehmen können!

Die Baureihe “EFA Picture”

Eine erfolgreiche Inspektion benötigt daher bei zunehmender Miniaturisierung eine mikroskopische Gesamtaufnahme von der Leiterplatte. Also eine Aufnahme von der vollständigen Leiterplatine und nicht nur von einem eng berenztem Sichtfeld ähnlich dem Blick durch das Okular eines Mikroskops!

Aus diesem Grund wurde die  Baureihe “EFA Picture” entwickelt!

Diese Baureihe macht sich das schier unerschöpfliche Segment der professionellen Digitalkameras zu Nutze und beschränkt sich dabei ganz bewusst nicht auf Industrie-Kameras! Da der Einsatzbereich von professionellen Kameras deutlich flexibler an neue Aufnahmesituationen anpassbar ist, kann so auch der Anwender selbst Veränderungen vornehmen:

  1. Die Fokusebene kann von der Oberfläche der Leiterplatine z. B. auf die Oberfläche von großen Elkos oder Steckern verschoben werden! Auf diese Weise werden nur die relevanten Objekte scharf dargestellt.
  2. Durch den Austausch von Makro-Objektiven kann die Auflösung je nach Situation von 1000 dpi auf bis zu 5000 dpi verändert werden.
  3. Selbst den Austausch der Kamera kann der Anwender alleine durchführen, um z. B. von einem größeren Sensor (36 MPixel anstelle von 24 MPixel) zu profitieren!

Wenn die Bauteile aber immer kleiner und die Leiterplatinen stetig kompakter werden, dann kann auch die beste Kamera eine Leiterplatine nicht mehr in einer einzigen Aufnahme ablichten. Es werden dann immer mehrere Einzelaufnahmen notwendig sein. Die eigentliche Herausforderung besteht dann darin, diese Einzelaufnahmen zu einer einzigen mikroskopischen Gesamtaufnahme zusammen zu setzen!

Dafür wurde die Anwendung EFA Stitch entwickelt! EFA Stitch verwendet das Stitching-Verfahren, um alle Einzelaufnahmen zu einer Gesamtaufnahme zusammen zu rechnen. Dabei werden sowohl unterschiedliche Belichtungssituationen als auch perspektivische Unwägbarkeiten durch  die Algorithmen berücksichtigt.

Im Ergebnis entsteht eine mikroskopische Gesamtaufnahme, in der nicht mehr erkennbar ist, dass diese aus einer Vielzahl von Einzelaufnahmen hervor gegangen ist!