Multi-Sensor Geometrieerfassung zur Qualitätssicherung mittels Streifenprojektion

In der Leiterplattenfertigung steigen die Anforderungen an die Verfahren der Qualitätssicherung durch die fortschreitende Miniaturisierung der elektronischen Bauteile. Um bessere Inspektionsergebnisse zu erhalten, wird daher eine 3D-Inspektion der Werkstücke angestrebt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer streifenprojektionsbasierten Prüfung von bestückten Leiterplatten. Nach einer kurzen Einführung in die Methoden der Qualitätssicherung in der Elektronikfertigung werden die benötigten messtechnischen und mathematischen Grundlagen für diese Entwicklung aufgeführt. Die zur Prüfung verwendete Messeinrichtung ist eine Multi-Sensor-Einheit für die automatische, optische Inspektion, die aus mehreren Kameras und einem Projektor besteht. Neben den benötigten Modellen zur Beschreibung der optischen Abbildung der Komponenten - Kamera und Projektor, wird zudem eine geeignete Kalibrierstrategie für die Multi-Sensor-Einheit präsentiert. Im Anschluss daran werden drei streifenprojektionsbasierte Messverfahren vorgestellt. Der Messablauf der bekannten Verfahren der klassischen und inversen Streifenprojektion wird ebenso betrachtet wie der Ablauf der quasi-inversen Streifenprojektion, die im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Hierbei ist die quasi-inverse Methode eine Kombination der zuvor genannten Verfahren. Es wird sowohl die Berechnung der Oberflächengeometrie des Werkstücks als auch die schnelle und flächenhafte Prüfung mittels eines Soll-Ist-Vergleichs umgesetzt. Die abschließend aufgeführten Messergebnisse zeigen, dass die Detektion von Fehlerarten wie umgedrehte oder verkippte Bauteile auf Basis der erzeugten Messdaten in der Leiterplattenprüfung möglich ist, und verdeutlichen das Potential, welches sich durch den Einsatz der 3D- Inspektion ergibt. Die Messergebnisse werden durch die Angabe der in Wiederholmessungen ermittelten Absolut- und Wiederholgenauigkeit ergänzt.