Aufrufe
vor 2 Jahren

Industrielle Automation 1/2017

  • Text
  • Automation
  • Industrielle
Industrielle Automation 1/2017

Exakte Fehleranalyse Wie

Exakte Fehleranalyse Wie sich mit Wärmebildkameras Temperaturdifferenzen in der Leiterplatten-Bestückung frühzeitig identifizieren lassen Mit über 2 000 Komponenten kann das Design einer Leiterplatte sehr komplex sein. Umso wichtiger ist es, fehlerhafte Bauteile frühzeitig zu erkennen. Wärmebildkameras liefern hierbei hervorragende Dienste. Ausgestattet mit einem Makro-Objektiv sorgen sie für scharfe Bilddetails, sodass selbst kleinste Defekte von weniger als 125 μm aufgespürt werden. Das Unternehmen 3T aus den Niederlanden entwickelt Elektronik sowie eingebettete Systeme und ist in verschiedenen Marktsegmenten aktiv, unter anderem in den Bereichen Maschinenbau, professionelle Ausrüstung, Geräte für Mess- und Prüfverfahren, Kommunikationssysteme, innovative Konsumgüter sowie Medizinprodukte. „Wir setzen Wärmebildkameras während des gesamten Entwicklungsprozesses ein“, berichtet Ronald van der Meer, Hardware- Ingenieur bei 3T. „Wenn bei einer Leiterplatte etwas nicht stimmt, sei es nun eine fehlerhafte Lötstelle oder ein defektes Bauelement, erwärmt sie sich mit der Zeit. Daher ist die Wärmebildtechnik eine geeignete Methode, um gedruckte Schaltungen von Anfang an zu überprüfen. Wir verwenden diese Technologie zum Testen in der Designphase einer Platine, bevor sie an den Kunden geliefert wird, oder im Rahmen der Freigabe.” Von der Wärmebildtechnik profitieren 3T hat sich vor kurzem für den Kauf einer Flir T420 Wärmebildkamera für Prüfstände entschieden, die mit einem 50 μm Makro- Objektiv ausgestattet ist. „Dieses Makro- Objektiv ist notwendig, denn ohne es wäre die Fokusentfernung zu groß”, erläutert Ronald van der Meer. „Wir arbeiten im Bereich der Mikroelektronik. Die Masse der Leiterplattenkomponenten, die wir untersuchen müssen, ist so klein und mögliche Temperaturänderungen sind so gering, dass wir jedes Detail wirklich brauchen.” Als Alternative zur Wärmebildtechnik bieten sich im Bereich der Leiterplattenelektronik noch Thermoelemente an; das sind aus zwei Leitern bestehende Temperaturmessgeräte, die an einem oder mehreren Punkten elektrisch miteinander verbunden sind. „Auch wenn Messungen mit Thermoelementen derzeit von manchen Aufsichtsbehörden noch gefordert werden, so liegt die Problematik mit den Thermoelementen im Bereich der Mikroelektronik darin, dass die Geräte selbst die Messung behindern können; denn sie müssen diese winzigen Komponenten auf der gedruckten Schaltung berühren“, erklärt Ronald van der Meer. „Bei der Wärmebildtechnik hingegen handelt es sich um eine berührungsfreie Methode, sodass dieses Problem nicht besteht.“ Selbst kleinste Fehler lokalisieren Das niederländische Unternehmen ist seit vielen Jahren von der Leistungsfähigkeit der Wärmebildtechnik überzeugt. Und jetzt, wo die Preise für Wärmebildkameras dank hoher Stückzahlen beständig fallen, wird der Kauf einer solchen Kamera für Unter­ Joachim Sarfels, Sales Manager Science, Flir Systems GmbH, Frankfurt a. M. Frank Liebelt, Freier Journalist, beide in Frankfurt am Main 54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2017

nehmen aus den Bereichen Forschung und Elektronikentwicklung immer attraktiver. Die Flir T420 ist eine leistungsfähige Wärmebildkamera und bietet Bildqualität mit 320 × 240 Pixeln Auflösung. Die Flir- T400-Serie besitzt eine neigbare Objektiveinheit, sodass sich Messungen und Bilder der Objekte aus allen Winkeln aufnehmen lassen, und das in einer bequemen Position. „Die Kamera ist robust und handlich“, fährt der Hardware-Ingenieur fort. „Das ist für uns überaus praktisch, denn manchmal benötigen wir sie auch bei unseren Kunden vor Ort. Insbesondere das Makro-Objektiv sorgt für scharfe Bilddetails, sodass wir selbst kleinste Fehler erkennen. In der Regel bestehen gedruckte Schaltungen aus mehreren Lagen. Aufgrund von Produktionsfehlern kann es jedoch vorkommen, dass die verschiedenen Schichten nicht miteinander verbunden sind. Diese Ablösungen bilden dann kleine Luftblasen, die sich erkennen lassen, da die Wärmebildkamera kleine Temperaturunterschiede um diese Luftblasen herum aufspürt.“ Genaue Analyse mithilfe schneller Videobilder Für 3T war die Flir Software ResearchIR für F&E-Anwendungen unverzichtbarer 01 Die Wärmebildkamera im Einsatz: Sie erkennt fehlerhafte Komponenten bei Leiterplatten zu einem sehr frühen Zeitpunkt Bestandteil des Komplettpaketes. Denn die Software ermöglicht Wissenschaftlern sehr schnelle Datenaufzeichnungen und erweiterte Temperaturmusteranalysen. „Manchmal müssen wir die exakte Reaktion auf ein einmaliges thermisches Ereignis festhalten“, erklärt Ronald van der Meer. „Das ist mit einem einzigen Standbild nur schwer möglich. Aus diesem Grund ist die Fähigkeit, sehr schnelle Videobilder aufzuzeichnen, unabdingbar. Ein bestimmtes Ereignis aufzunehmen hilft uns dabei, das Problem zu rekonstruieren und genauer zu analysieren. Des Weiteren importieren wir auch unsere aufgezeich neten Videobilder in Matlab. Mit 02 Dieses Wärmebild zeigt heiße Stellen in der Nähe des Widerstands als Folge eines Abgleichs diesem Software paket arbeiten wir hinsichtlich Visualisierung von Daten sowie zur Programmierung.“ Dank der Software können die Ingenieure heiße Stellen auf Leiterplatten besser ana lysieren und Temperaturspitzen visualisieren. Mit dieser Software kann der Anwender die farbliche Darstellung seinen Bedürf nissen anpassen: Farbpalette ändern, Farbverteilung und -kontraste, Isotherme, Zoom- und Schwenkfunktion. Bilder: Aufmacher Fotolia, sonstige Flir www.flir.de VISION. RIGHT. NOW. HANNOVER MESSE 24. – 28. April 2017 HALLE 17 STAND E40 Innovative Produkte, kompetente Beratung, umfassender Service. Mit STEMMER IMAGING lösen Sie Ihre Bildverarbeitungsaufgaben einfach, sicher und schnell. Teilen Sie unsere Leidenschaft für Visionen. www.stemmer-imaging.com

AUSGABE