WO2017005469A1

WO2017005469A1 - Anlage und verfahren zur lötstellenüberprüfung

Info

Publication number: WO2017005469A1
Application number: PCT/EP2016/063730
Authority: WO
Inventors: Marco Braun
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-01-12
Also published as: DE102015212690B3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (1) zur Lötstellenüberprüfung mit einer Vorrichtung (3) zur automatischen Lotpastenüberprüfung, welche eine auf eine Lötfläche aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt, und einer Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion, welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich der Lötfläche mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht, wobei die Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle (ASJI_RG) oder als schlechte Lötstelle (ASJI_RB) bewertet, sowie ein Verfahren zur Lötstelleninspektion. Erfindungsgemäß ermittelt eine Auswerte- und Steuereinheit (10) in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge den Schwellwert für das mindestens eine Qualitätsmerkmal und gibt den Schwellwert zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle an die Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion vor.

Description

Beschreibung Titel

Anlage und Verfahren zur Lötstellenüberprüfung

Die Erfindung geht aus von einer Anlage oder einem Verfahren zur

Lötstellenüberprüfung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Aus dem Stand der Technik bekannte Lötstelleninspektionssysteme werden bei der SMT-Fertigung (SMT = Surface Mount Technology) eingesetzt, um die Qualität der gefertigten Lötstellen zu prüfen.

Bei der SMT-Fertigung werden Lötflächen von Leiterplatten mit Lotpaste bedruckt und die Menge der gedruckten Lotpaste von einer Vorrichtung zur automatischen Lotpastenüberprüfung in einem so genannten SPI-Prozess (SPI = Solder Paste Inspection) geprüft. Anschließend werden die zu lötenden Bauteile auf der bedruckten Leiterplatte platziert und in einem Lötofen wird die Lotpaste aufgeschmolzen, damit feste Verbindungen zwischen den Bauteilen und den korrespondierenden Lötflächen der Leiterplatte entstehen können. Anschließend wird die Qualität der entstandenen Lötstellen durch eine Vorrichtung zur automatischen Lötstelleninspektion in einem so genannten SJI-Prozess (SJI = Solder Joint Inspection) geprüft.

Als automatische Lötstelleninspektionsvorrichtungen werden typischerweise automatische optische Inspektionssysteme (AOI = Automatic Optical Inspection) oder automatische Röntgeninspektionssysteme (AXI = Automatic X-Ray

Inspection) eingesetzt. Im Falle einer„Gut"- Klassifikation in der automatischen Lötstelleninspektion geht die Leiterplatte weiter in der Produktionslinie. Im Falle einer„Schlecht"- Klassifikation in der automatischen Lötstelleninspektion wird die korrespondierende Lötstelle der Leiterplatte üblicherweise manuell von einem menschlichen Prüfer in einem Nachüberprüfungsprozess beurteilt, ob tatsächlich eine schlechte Lötstelle vorliegt oder ob die Klassifikation der automatischen Lötstelleninspektion nicht korrekt war und ein so genannter„Pseudofehler" vorliegt. Die manuelle Nachbeurteilung ist üblich, da bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen zur Lötstellenüberprüfung ohne manuelle Nachbeur- teilung zu hohe Schrottkosten aufgrund von Pseudofehlern im automatischen

Lötstelleninspektionsprozess entstehen würden.

Offenbarung der Erfindung Die Anlage und das Verfahren zur Lötstellenüberprüfung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw. 5 haben den Vorteil, dass die Auswirkung der aktuellen Lotpastenmenge auf das mindestens eine Qualitätsmerkmal zur Beurteilung der Lötstelle bei der automatischen Lötstelleninspektion berücksichtigt wird. Dies geschieht durch Vorgabe eines an die aktuelle Lotpastenmenge angepassten Schwellwerts des mindestens einen Qualitätsmerkmals zur

Lötstelleninspektion. So kann in vorteilhafter Weise für verschiedene

Lotpastenmengen zwischen guten und schlechten Lötstellen unterschieden werden. Bei einer„guten" Lötstelle ist der Bauteilanschluss mit Lot benetzt und bei einer„schlechten" Lötstelle ist der Bauteilanschluss nicht mit Lot benetzt. Mit ei- nem fest vorgegebenen Schwellwert ist es bei der automatischen

Lötstelleninspektion nicht möglich, zwischen guten und schlechten Lötstellen unter Berücksichtigung aller möglichen erlaubten Lotpastenmengen zu unterscheiden. So liegen die Werte des mindestens einen Qualitätsmerkmals für eine gute Lötstelle bei einer minimalen erlaubten Lotpastenmenge beispielsweise im glei- chen Bereich wie die Werte des mindestens einen Qualitätsmerkmals für eine schlechte Lötstelle bei einer maximal erlaubten Lotpastenmenge. Der Versuch einer Unterscheidung von guten und schlechten Lötstellen würde zu Pseudofeh- lerraten und/oder Schlupfraten im hohen Prozentbereich führen für eine automatische Überwachung sind jedoch Raten im ppm Bereich erforderlich.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung binden die Informationen der automatischen Lotpastenüberprüfung direkt in die automatische

Lötstelleninspektion ein und ermöglichen damit die direkte, flexible Anpassung des korrespondierenden Auswertealgorithmus bezüglich der gelieferten Informa- tionen über die aktuelle Lotpastenmenge. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen eine adaptive

Lötstelleninspektion durch, bei welcher der Schwellwert, mit dem die Vorrichtung zur automatischen Lötstelleninspektion bezüglich guter oder schlechter Lötstelle entscheidet, an die an der jeweiligen Lötstelle vorliegende Lotpastenmenge an- gepasst wird. Dadurch können Schlupf und Pseudofehler gegenüber einer standardmäßigen Lötstelleninspektion in vorteilhafter Weise massiv verringert werden. Somit können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Überprüfung der Lötstellen von SMT- Bauformen ermöglichen, welche bisher aufgrund mangelnder Trennbarkeit von guten und schlechten Teilen über prozessübliche

Lotpastenmengen hinweg nicht überprüft werden können. Des Weiteren wäre es denkbar, dass sich dadurch die Pseudofehlerrate soweit reduzieren lässt, dass auf eine manuelle Nachüberprüfung verzichtet werden kann. In Abhängigkeit des gewählten mindestens einen Qualitätsmerkmals kann die Vorrichtung zur auto- matischen Lötstelleninspektion beispielsweise die zu überprüfende Lötstelle als gute Lötstelle bewerten, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist oder über dem vorgegebenen Schwellwert liegt, oder als schlechte Lötstelle bewerten, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt. Alternativ kann die Vorrich- tung zur automatischen Lötstelleninspektion die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des gewählten mindestens einen Qualitätsmerkmals beispielsweise als gute Lötstelle bewerten, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt, oder als schlechte Lötstelle bewerten, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal gleich dem vorgegebenen

Schwellwert ist oder über dem vorgegebenen Schwellwert liegt.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Anlage zur

Lötstellenüberprüfung zur Verfügung, welche eine Vorrichtung zur automatischen Lotpastenüberprüfung, welche eine auf eine Lötfläche aufgebrachte

Lotpastenmenge bestimmt, und eine Vorrichtung zur automatischen

Lötstelleninspektion umfasst, welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich der Lötfläche mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht. Hierbei bewertet die Vorrichtung zur automatischen Lötstelleninspektion die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle oder als schlechte Lötstelle. Eine Auswerte- und Steuereinheit ermittelt in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge den Schwellwert für das mindestens eine Qualitätsmerkmal und gibt den Schwellwert zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle an die Vorrichtung zur automatischen Lötstelleninspektion vor.

Zudem wird ein Verfahren zur Lötstellenüberprüfung mit einer automatischen Lotpastenüberprüfung, durch welche eine auf eine Lötfläche aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt wird, und einer automatischen Lötstelleninspektion vorgeschlagen, durch welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich der

Lötfläche mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle er- fasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Hierbei wird die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle oder als schlechte Lötstelle bewertet. Hierbei wird der Schwellwert für das mindestens eine Qualitätsmerkmal zur automatischen Lötstelleninspektion in

Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte

Lotpastenmenge ermittelt und zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle vorgegeben.

Die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren können beispielsweise in einer Anlage zur Bestückung einer Leiterplatte zur

Lötstellenüberprüfung eingesetzt werden.

Ausführungsformen der Erfindung können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der Auswerte- und Steuereinheit implementiert werden.

Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät verstanden werden, welches erfasste Sen- sorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programm- code, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Auswerte- und

Steuereinheit beispielsweise als Teil der Vorrichtung zur automatischen

Lotpastenüberprüfung oder als Teil der Vorrichtung zur automatischen

Lötstelleninspektion oder als eigenständige Baugruppe ausgeführt werden. Die Vorrichtung zur automatischen Lötstelleninspektion kann beispielsweise als opti- sches System oder als Röntgensystem ausgeführt werden.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Anlage zur Lötstellenüberprüfung und des im unabhängi- gen Patentanspruch 5 angegebenen Verfahrens zur Lötstellenüberprüfung möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung zur automatischen

Lötstelleninspektion als das mindestens eine Qualitätsmerkmal eine Anzahl von im Inspektionsbereich erkannten Pixeln mit einer vorgegebenen Eigenschaft und/oder eine Breite und/oder Höhe und/oder Länge der Lötstelle bestimmen kann. Der Inspektionsbereich repräsentiert den Lötstellenbereich, in welchem typischerweise die Ausbildung eines Lötmeniskus als Qualitätsmerkmal für eine gute Lötstelle geprüft werden kann. Bei einer optischen Überprüfung zur Unter- Scheidung zwischen guter und schlechter Lötstelle kann als die vorgegebene Eigenschaft beispielsweise Helligkeit und/oder Farbe und/oder Größe der im Inspektionsbereich erkannten Pixel ermittelt und ausgewertet werden. Unabhängig von der aktuellen Lotpastenmenge enthält eine„gute" Lötstelle beispielsweise deutlich mehr dunkle Pixel als eine„schlechte" Lötstelle. Durch eine dreidimen- sionale Erfassung der zu überprüfenden Lötstelle können insbesondere Informa- tionen über die Höhe bzw. den Höhenverlauf des Lötminiskus als Qualitäts- merkmal für die zu überprüfende Lötstelle ausgewertet werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorrichtung zur automatischen Lotpastenüberprüfung eine bestimmte Lotpastenmenge als gute

Lotpastenmenge bewerten, wenn die bestimme Lotpastenmenge innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. So kann für die zu überprüfende Lötstelle beispielsweise eine optimale Lotpastenmenge als 100% vorgegeben werden. Dann kann die Vorrichtung zur automatischen Lotpastenüberprüfung eine bestimmte Lotpastenmenge im vorgegebenen Bereich von beispielsweise 50 bis 150% als gute Lotpastenmenge und eine bestimme Lotpastenmenge außerhalb des vorgegebenen Bereichs als schlechte Lotpastenmenge bewerten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann ein Nachüberprüfungsplatz vorhanden sein, an welchem ein menschlicher Prüfer die als schlechte Lötstelle bewerteten Lötstellen nochmals überprüft.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können für die zu überprüfende Lötstelle vorab für eine vorgegebene Anzahl von verschiedenen

Lotpastenmengen korrespondierende Stützwerte ermittelt und gespeichert werden, welche zur Ermittlung des Schwellwerts für das mindestens eine Qualitätsmerkmal verwendet werden können. Hierbei kann der für die Lötstelleninspektion verwendete Schwellwert für die bestimmte Lotpastenmenge zwischen den ermittelten Stützstellen interpoliert werden. Durch die Vorgabe von Stützstellen kann die Zeit zur Ermittlung bzw. Berechnung des Schwellwerts in vorteilhafter Weise reduziert werden. Alternativ kann für die zu überprüfende Lötstelle vorab eine Schwellwertkennlinie in Abhängigkeit von der Lotpastenmenge im vorgegebenen Bereich ermittelt und gespeichert werden. Hierbei kann der für die

Lötstelleninspektion verwendete Schwellwert für die bestimmte Lotpastenmenge aus der Kennlinie abgelesen werden. Dadurch kann die Zeit für die Ermittlung des Schwellwerts weiter reduziert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung be- zeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage zur Lötstellenüberprüfung.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestückung einer Leiterplatte, in welches ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lötstellenüberprüfung eingebunden ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer als„gut" bewerteten Lötstelle und einer„als" schlecht bewerteten Lötstelle für eine erste Lotpastenmenge.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer als„gut" bewerteten Lötstelle und einer„als" schlecht bewerteten Lötstelle für eine zweite Lotpastenmenge.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer als„gut" bewerteten Lötstelle und einer„als" schlecht bewerteten Lötstelle für eine dritte Lotpastenmenge.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer als„gut" bewerteten Lötstelle und einer„als" schlecht bewerteten Lötstelle für eine vierte Lotpastenmenge.

Fig. 7 zeigt ein schematisches Diagramm von Normalverteilungen von guten Lötstellen und von schlechten Lötstellen für die erste Lotpastenmenge und einen korrespondierenden ersten Schwellwert.

Fig. 8 zeigt ein schematisches Diagramm von Normalverteilungen von guten Lötstellen und von schlechten Lötstellen für die zweite Lotpastenmenge und einen korrespondierenden zweiten Schwellwert.

Fig. 9 zeigt ein schematisches Diagramm von Normalverteilungen von guten Lötstellen und von schlechten Lötstellen für die dritte Lotpastenmenge und einen korrespondierenden dritten Schwellwert. Fig. 10 zeigt ein schematisches Diagramm von Normalverteilungen von guten Lötstellen und von schlechten Lötstellen für die vierte Lotpastenmenge und einen korrespondierenden vierten Schwellwert.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 und 3 bis 10 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage 1 zur Lötstellenüberprüfung eine Vorrichtung 3 zur automatischen Lotpastenüberprüfung, welche eine auf eine Lötfläche 14 aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt, und eine Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion, welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich 12 der Lötfläche 14 mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 vergleicht. Hierbei bewertet die Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle ASJI R_G oder als schlechte Lötstelle ASJI R_B. Hierbei ermittelt eine Auswerte- und Steuereinheit 10 in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge den Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 für das mindestens eine Qualitätsmerkmal und gibt den

Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle an die Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion vor.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion als optisches System ausgeführt, welche eine Anzahl von im Inspektionsbereich 12 erkannten dunklen Pixeln als das mindestens eine Qualitätsmerkmal zur Bewertung der korrespondierenden Lötstelle bestimmt. Alternativ kann die Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion als Röntgen- system ausgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ können auch andere vorgegebene Eigenschaft wie beispielsweise Farbe und/oder Größe der im Inspektionsbereich 12 erkannten Pixel zur Unterscheidung zwischen einer guten Lötstelle GSJ und einer schlechten Lötstelle BSJ erfasst und ausgewertet werden. Des Weiteren können zusätzlich oder alternativ auch Breite und/oder Höhe und/oder Länge der zu überprüfenden Lötstelle zur Unterscheidung zwischen einer guten Lötstelle GSJ und einer schlechten Lötstelle BSJ erfasst und ausgewertet werden.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die Anlage 1 zur

Lötstellenüberprüfung im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Nachüberprüfungsplatz 7, an welchem ein menschlicher Prüfer die als schlechte Lötstelle ASJI RB bewerteten Lötstellen nochmals überprüft. Zudem ist die Anlage 1 zur Lötstellenüberprüfung in eine Anlage zur Bestückung von Leiterplatten eingebunden. Hierbei werden Leiterplatten mit von der Vorrichtung 5 zur automati- sehen Lötstelleninspektion als gut bewerteten Lötstellen ASJI_RG direkt einem nachfolgenden Produktionsprozess 9A übergeben. Leiterplatten mit mindestens einer von der Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion als schlecht bewerteten Lötstelle ASJI_RB werden an den Nachüberprüfungsplatz 7 übergeben. Wird die von der Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion als schlecht bewertete mindestens eine Lötstelle ASJI_RB vom Prüfer in einer Nachprüfung als gute Lötstelle HSJI_RG bewertet, dann wird die Leiterplatte ebenfalls an den nachfolgenden Produktionsprozess 9A übergeben. Wird die von der Vorrichtung 5 zur automatischen Lötstelleninspektion als schlecht bewertete mindestens eine Lötstelle ASJI_RB vom Prüfer in der Nachprüfung ebenfalls als schlechte Lötstelle HSJI_RB bewertet, dann wird die Leiterplatte an einen Nachbearbeitungs- prozess bzw. einen Ausschussprozess 9B übergeben.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Bestückung einer Leiterplatte, in welches das erfin- dungsgemäße Verfahren zur Lötstellenüberprüfung eingebettet ist, in einem

Schritt S100 die Lötflächen 14 der Leiterplatte mit Lotpaste bedruckt. Im Schritt S200 führt das erfindungsgemäße Verfahren zur Lötstelleninspektion eine automatische Lotpastenüberprüfung durch, durch welche die auf eine Lötfläche 14 aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt wird. In Schritt S210 wird überprüft, ob die bestimmte Lotpastenmenge innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die zu überprüfende Lötstelle eine optimale Lotpastenmenge als 100% vorgegeben. Bei der automatischen

Lotpastenüberprüfung wird die bestimmte Lotpastenmenge im Schritt S210 als gute Lotpastenmenge SPI_G bewertet, wenn sie beispielsweise im vorgegebenen Bereich von 50 bis 150% liegt. Die bestimme Lotpastenmenge wird im Schritt S210 als schlechte Lotpastenmenge SPI_B bewertet, wenn sie außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. In diesem Fall wird die korrespondierende Leiterplatte dem Nachbearbeitungsprozess bzw. Ausschussprozess übergeben, welcher im Schritt S600 durchgeführt wird. Selbstverständlich können auch andere Bereiche zur Bewertung der Lotpastenmenge vorgegeben werden.

Sind die Lotpastenmengen im Schritt S210 als gute Lotpastenmenge SPI_G bewertet worden, dann werden im Schritt S110 die zu lötenden Bauteile auf der bedruckten Leiterplatte platziert. Im Schritt S120 wird die Leiterplatte mit den platzierten Bauteilen einem Lötofen zugeführt, in welchem die Lotpaste aufgeschmolzen wird, damit eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen und den Lötflächen 14 der Leiterplatte entsteht. Parallel zu den Schritten S110 und S120 wird im Schritt S220 der Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 für das mindestens eine Qualitätsmerkmal zur automatischen Lötstelleninspektion in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge ermittelt und zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle vorgegeben. Im Schritt S300 wird die automatische Lötstelleninspektion durchgeführt, durch welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich 12 der Lötfläche 14 das mindestens eine Qualitätsmerkmal der zu überprüfenden Lötstelle erfasst wird. Im Schritt S310 wird der Wert des mindestens einen Qualitätsmerkmals mit dem vorgegebenen Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 verglichen. Die zu überprüfende Lötstelle wird im dargestellten Ausführungsbeispiel im Schritt S310 als gute Lötstelle ASJI RQ bewertet, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal gleich dem vorgegebenen Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 ist oder über dem vorgegebenen Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4 liegt. Die zu überprüfende Lötstelle wird als schlechte Lötstelle ASJI R_B bewertet, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal unter dem vorgegebenen Schwellwert SWl, SW2, SW3, SW4. In Abhängigkeit des gewählten mindestens einen Qualitätsmerkmals kann die zu überprüfende Lötstelle alternativ beispielsweise als gute Lötstelle bewertet werden, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt, oder als schlechte Lötstelle bewertet werden, wenn das mindestens eine Qualitätsmerkmal gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist oder über dem vorgegebenen Schwellwert liegt. Sind die Lötstellen im Schritt S310 als gute Lötstellen ASJ I_RG bewertet, dann wird die korrespondierende Leiterplatte direkt dem nachfolgenden Produktionsprozess 9A übergeben, welcher im Schritt S500 durchgeführt wird. Ist mindestens eine Lötstelle 14 der Leiterplatte als schlechte Lötstelle ASJ I_RB bewertet worden, dann wird die Leiterplatte im Schritt S400 an den Nachüberprüfungsplatz 7 übergeben. Wird die bei der automatischen Lötstelleninspektion als schlecht bewertete mindestens eine Lötstelle ASJ IRB im Schritt S410 vom Prüfer in der Nachprüfung als gute Lötstelle HSJ I_RG bewertet, dann wird die Leiterplatte ebenfalls an den nachfolgenden Produktionsprozess 9A übergeben, welcher im Schritt S500 durchgeführt wird. Wird die bei der automatischen Lötstelleninspektion als schlecht bewertete mindestens eine Lötstelle ASJ IRB im Schritt S410 vom Prüfer in der Nachprüfung ebenfalls als schlechte Lötstelle HSJ I_RB bewertet, dann wird die Leiterplatte an den Nachbearbeitungsprozess bzw. Ausschussprozess 9B übergeben, welcher im Schritt S600 durchgeführt wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird für die zu überprüfende Lötstelle vorab für eine vorgegebene Anzahl von verschiedenen Lotpastenmengen, hier beispielsweise 60%, 80%, 100% und 120%, korrespondierende Stützwerte ermittelt und gespeichert, welche zur Ermittlung des Schwellwerts SWl, SW2, SW3, SW4 für das mindestens eine Qualitätsmerkmal verwendet werden. Der für die Lötstelleninspektion verwendete Schwellwert für die bestimmte Lotpastenmenge kann dann zwischen den ermittelten Stützstellen interpoliert werden.

Wie aus Fig. 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, kann für jede der gezeigten

Lotpastenmenge 60%, 80%, 100%, 120% basierend auf dem Qualitätsmerkmal „Anzahl der dunklen Pixel" im Inspektionsbereich 14 zwischen einer guten Lötstelle GSJ und einer schlechten Lötstelle BSJ unterschieden werden. So enthalten die guten Lötstellen GJI deutlich mehr dunkle Pixel als die schlechten Lötstellen BSJ. Aufgrund weiter Prozessschwankungen würde die Anzahl der dunklen Pixel auch für eine unveränderte Lotpastenmenge schwanken, so dass sich für jede Lotpastenmenge 60%, 80%, 100%, 120% eine gewisse Wahrscheinlichkeit in Form einer typischen Normalverteilt für die Anzahl der dunklen Pixel für gute Lötstellen GSJ und für schlechte Lötstellen BSJ ergibt, wie aus Fig. 7 bis 10 weiter ersichtlich ist. Mit einem fest vorgegebenen Schwellwert, welcher beispielsweise dem ersten Schwellwert SW1 aus Fig. 7 entspricht, ist es in der automatischen

Lötstelleninspektion nicht möglich für alle möglichen Lotpastenmengen im vorgegebenen Bereich zwischen 50% und 150% zwischen guten und schlechten Löt- stellen GSJ und BSJ zu unterscheiden. So liegt die Anzahl dunkler Pixel im Inspektionsbereich 12 für eine gute Lötstelle GSJ mit 60% Lotpastenmenge, welche in Fig. 3 und 7 dargestellt ist, im gleichen Bereich wie die Anzahl dunkler Pixel im Inspektionsbereich 12 für eine schlechte Lötstelle BSJ mit 120%

Lotpastenmenge, welche in Fig. 5 und 9 dargestellt ist. Der Versuch einer Unter- Scheidung von guten und schlechten Lötstellen GSJ und BSJ würde zu Pseudo- fehlerraten und/oder Schlupfraten im hohen Prozentbereich führen.

Durch den für die jeweilige Lotpastenmenge angepassten Schwellwert anstelle eines fest vorgegebenen Schwellwertes, ermöglichen Ausführungsformen der Er- findung in vorteilhafter Weise eine Unterscheidung zwischen guten und schlechten Lötstellen für alle möglichen Lotpastenmengen im vorgegebenen Bereich. Dadurch können Schlupf und Pseudofehler gegenüber einer standardmäßigen Lötstelleninspektion massiv verringert werden.

Claims

Ansprüche

1. Anlage (1) zur Lötstellenüberprüfung mit einer Vorrichtung (3) zur automatischen Lotpastenüberprüfung, welche eine auf eine Lötfläche (14) aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt, und einer Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion, welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich (12) der Lötfläche (14) mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert (SW1, SW2, SW3, SW4) vergleicht, wobei die Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle (ASJI RQ) oder als schlechte Lötstelle (ASJI _RB) bewertet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerte- und Steuereinheit (10) in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte

Lotpastenmenge den Schwellwert (SW1, SW2, SW3, SW4) für das mindestens eine Qualitätsmerkmal ermittelt und zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle an die Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion vorgibt.

Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) zur automatischen Lötstelleninspektion als das mindestens eine Qualitätsmerkmal eine Anzahl von im Inspektionsbereich (12) erkannten Pixeln mit einer vorgegebenen Eigenschaft und/oder eine Breite und/oder Höhe und/oder Länge der Lötstelle bestimmt.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zur automatischen Lotpastenüberprüfung eine bestimmte Lotpastenmenge als gute Lotpastenmenge (SPI_G) bewertet, wenn die bestimme Lotpastenmenge innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachüberprüfungsplatz (7) vorhanden ist, an welchem ein menschlicher Prüfer die als schlechte Lötstelle (ASJI_RB) bewerteten Lötstellen nochmals überprüft.

Verfahren (1) zur Lötstellenüberprüfung mit einer automatischen Lotpastenüberprüfung, durch welche eine auf eine Lötfläche (14) aufgebrachte Lotpastenmenge bestimmt wird, und einer automatischen Lötstelleninspektion, durch welche in einem vorgegebenen Inspektionsbereich (12) der Lötfläche (14) mindestens ein Qualitätsmerkmal einer zu überprüfenden Lötstelle erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellwert (SWl, SW2, SW3, SW4) verglichen wird, wobei die zu überprüfende Lötstelle in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses als gute Lötstelle (ASJI_RG) oder als schlechte Lötstelle (ASJI_RB) bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (SWl, SW2, SW3, SW4) für das mindestens eine Qualitätsmerkmal zur automatischen Lötstelleninspektion in Abhängigkeit von der für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge ermittelt und zur Überprüfung der korrespondierenden Lötstelle vorgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die zu überprüfende Lötstelle bestimmte Lotpastenmenge als gute

Lotpastenmenge (SPI_G) bewertet wird, wenn die bestimme

Lotpastenmenge innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die zu überprüfende Lötstelle vorab für eine vorgegebene Anzahl von verschiedenen Lotpastenmengen korrespondierende Stützwerte ermittelt und gespeichert werden, welche zur Ermittlung des Schwellwerts (SWl, SW2, SW3, SW4) für das mindestens eine Qualitätsmerkmal verwendet werden, wobei der für die Lötstelleninspektion verwendete Schwellwert für die bestimmte Lotpastenmenge zwischen den ermittelten Stützstellen interpoliert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die zu überprüfende Lötstelle vorab eine Schwellwertkennlinie in Abhängigkeit von der Lotpastenmenge im vorgegebenen Bereich ermittelt und gespeichert wird, wobei der für die Lötstelleninspektion verwendete Schwellwert für die bestimmte Lotpastenmenge aus der Kennlinie abgelesen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als das mindestens eine Qualitätsmerkmal eine Anzahl von im Inspektionsbereich (12) erkannten Pixeln mit einer vorgegebenen Eigenschaft und/oder eine Breite und/oder Höhe und/oder Länge der Lötstelle bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Eigenschaft Helligkeit und/oder Farbe und/oder Größe der im Inspektionsbereich (12) erkannten Pixel betreffen.

11. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, wenn der Programmcode von einer Auswerte- und Steuereinheit (10) ausgeführt wird.

12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11 gespeichert ist.