LÖTSTELLE IST NICHT GLEICH LÖTSTELLE.
Die optische Überprüfung von Lötstellen ist in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus vieler Anwender gerückt. Dabei spielen die verschiedenen Lötverfahren wie Wellenlöten, Kolbenlöten und Laserlöten in der Auswertung keine Rolle. Allerdings langen in den meisten Fällen kaum noch 2D Aufnahmen da Themen wie Volumen und Miniskuswinkel ebenfalls abgefragt werden müssen. Wir haben unsere Verifizierungen von Lötstellen anhand der IPC-A610 aufgebaut und möchten Ihnen im folgenden hierzu einen kleinen Einblick gewähren. Die optimale Hardware kommt hierbei von Keyence.
Verifizierung der Lötstellen Qualität nach NPC Guidelines
LÖTPRÜFUNG
Die Qualitätsbewertung von Lötstellen ist definiert in den NPC Guidelines.
Mit Hilfe moderner 3D Bildaufnahmetechnik werden diese Kriterien innerhalb von Sekundenbruchteilen untersucht.
Prozentuale Benetzung des Lötpads:
Um jede betroffene Lötstelle wird ein ringförmiger Prüfbereich gelegt.
Als Bezugsebene für Höheneinstellungen wird ein direkt außerhalb des Prüfbereichs eingestellter Ring verwendet.
Die Höhenextraktion ist auf 0,01 mm pro Graustufe eingestellt. In der Überhöhung ab 0,25 mm über der PCB Oberfläche wird die sichtbare Fläche gemessen und metrisch umgerechnet.
Umschließung des zu verlötenden Pins:
Über jede entsprechende Lötstelle werden 36 einzelne Höhenprofile um die Lötstelle um 10 Grad Versatz rotierend erzeugt:
In jedem diese Höhenprofile wird in einer Höhe von 0,15 mm über der umgebenen PCB Oberfläche die Distanz zwischen der äußeren Kontur und der Konturmitte ermittelt. Ist diese Distanz größer als der entsprechende Pin-Radius, wird dieses einzelne Profil als benetzt deklariert. Die Anzahl der als benetzt deklarierten Profile wird ermittelt. Als Toleranz wird wie in der Norm empfohlen mindestens 27 IO Profile verwendet, wobei jedes dieser Profile 10 Grad abdeckt.
Volumen des Lots
Das konvexe Volumen jeder einzelnen betreffenden Lötstelle wird ermittelt, wobei die direkte Umgebung dieser Lötstelle als Nullebene verwendet wird. Hierfür wird das Z – Integral aller im Prüfbereich über der Nullebene befindlichen Pixel verwendet. Dieses Volumen impliziert das Volumen des zu verlötenden Pins!
Meniskuswinkel des Lots an der Lötstelle
Wie bei der Benetzungsüberprüfung werden in Intervallen von jeweils 10 Grad rotativer Verschiebung 36 Höhenprofile für jeden betreffenden Lötpunkt erzeugt.
In jedem diese Höhenprofile wird der Winkel zwischen den rechten Umhüllungen zwischen einer Höhe von 0,25 und 0,6 mm gemessen.
Als Resultat wird der Mittelwert der gemessenen Winkel verwendet.
Löcher
Die unter der Nullebene konkave Fläche wird bewertet:
Ist die gesamte konkave Fläche größer als die in der Variablen <#Loch_Flaeche> hinterlegte Toleranz, wird dieser Lötpunkt als NIO bewertet.