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Mittwoch, 12 Oktober 2022 11:27

Mikroskopische 2D- und 3D- Qualitätsprüfung von Oberflächen

von
Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Inspektion eines Ball Grid Arrays, aufgenommen mit einer lateralen Abtastrate von 700nm und einer Scangeschwindigkeit von 27mm/s (Bildquelle: AIT) Inspektion eines Ball Grid Arrays, aufgenommen mit einer lateralen Abtastrate von 700nm und einer Scangeschwindigkeit von 27mm/s (Bildquelle: AIT)

Die ICI (Inline Computational Imaging)-Mikroskopie eignet sich für eine hochgenaue Oberflächeninspektion z.B. in der Leiterplattenproduktion, insbesondere wenn die Auflösung sich im µm-Bereich bewegt oder die Objekte die Prüfstelle schnell durchlaufen. Das Austrian Institute of Technology (AIT) hat dazu ein Inline-3D-Mikroskop entwickelt.

Die Technologie zeichnet sich durch hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit bei der Prüfung von komplexen Geometrien und herausfordernden Oberflächeneigenschaften aus. ICI kombiniert Lichtfeld (LF) und Photometrie (PS) und nutzt die natürliche Transportbewegung des Objektes für die simultane 2D- und 3D- Erfassung der Oberfläche unter verschiedenen Betrachtungs- und Beleuchtungsrichtungen.

Bisher war ICI auf die Prüfung von makroskopischen Merkmalen größer als 15 µm pro Pixel beschränkt. Das AIT hat diese Technologie verfeinert und erreicht nun Samplingraten von 700 nm (x/y) bei 1µm-Tiefenrauschen (z). Die patentierte Mikroskop-Optik und eine darauf abgestimmten Dome-Beleuchtung ermöglichen die 3D-Aufnahme von Objekten während einer kontinuierlichen non-stop Bewegung. Die ICI-Mikroskopie ist damit wesentlich schneller als andere 3D-Mikroskopieverfahren mit vergleichbarem Punkt-zu-Punkt-Abstand. Für die optische Prüfung werden die Objekte unter der Kamera vorbeigeführt und dabei aus verschiedenen Betrachtungswinkeln und mit verschiedenen Beleuchtungsrichtungen aufgenommen. So werden simultan 2D-Farbtexturbilder sowie die Oberflächengradienten der Objekte erfasst. Die Daten werden dann algorithmisch zu einem exakten 3D-Profil und zu optimierten Texturbildern (z.B. All-in-focus Image, High-Dynamic-Range Image, Oberflächengradienten, Computational Bright und Dark Field) verrechnet. Dadurch können auch kleine Defekte bereits während der Inline-Inspektion sichtbar gemacht werden. Das Mikroskop liefert bis zu 60 Mio. 3D-Punkte pro Sekunde und ermöglicht damit auch das schnelle abscannen größerer Flächen.

Das Verfahren ist in Auflösung und Schärfentiefenbereich an die jeweilige Inspektionsaufgabe anpassbar. Das Mikroskop kann u.a. in der Leiterplattenfertigung zur Oberflächenprüfung oder zur Prüfung von Ball Grid Arrays eingesetzt werden.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 10
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Viola Krautz

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