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Forum: Platinen Hilfsmittel zur Prüfung der Bestückung einer Platine (Kleinserie)


Autor: Josef B. (derbioinformatiker)
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Hallo,
ich interessiere mich dafür, wie man die Bestückung einer SMD Platine 
prüfen kann, wenn man selber bestückt. Bisher läuft das bei einem Freund 
von mir so, dass er in 30er bis 50er Stückzahlen bestückt.
Er sieht sich alle Platinen selber an und versucht Fehler zu entdecken, 
zb Diode falsch herum oder Widerstand mit falschem Wert usw.
Das ist sehr anstrengend und ermüdend.
Meine Idee war, ob man vllt mit einer Kamera und nem speziellen Rahmen 
ein Bild des geprüften Prototyps aufnehmen und speichern könnte. Dann 
wird das gespeicherte Bild immer abwechselnd mit dem Livebild der 
aktuell eingelegten zu prüfenden Platine angezeigt.
Das ginge mit einem einfachen Progrämmchen, wenn man die Platinen gut an 
einem Anschlag ausrichtet. Die unterschiedlichen Stellen würden dann 
"blinken" und schnell auffallen, was vermutlich weniger ermüdet.

Bevor ich ihm aber soetwas baue würd ich gerne wissen, ob man das denn 
nicht schon kaufen kann oder welche preiswerten Alternativen man hat, um 
die Bestückung per Hand zu prüfen.

Vielen Dank für eure Infos und ein schönes Wochenende

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Josef B.

> Meine Idee war, ob man vllt mit einer Kamera und nem speziellen Rahmen
> ein Bild des geprüften Prototyps aufnehmen und speichern könnte. Dann
> wird das gespeicherte Bild immer abwechselnd mit dem Livebild der
> aktuell eingelegten zu prüfenden Platine angezeigt.
> Das ginge mit einem einfachen Progrämmchen, wenn man die Platinen gut an
> einem Anschlag ausrichtet. Die unterschiedlichen Stellen würden dann
> "blinken" und schnell auffallen, was vermutlich weniger ermüdet.

Sowas gibt es schon.

Allerdings wird das mit einer Mustererkennung gemacht, die z.B. 
nachsieht, ob der Strich einer Diode oder eines Tantal Cs auf der 
richtigen Seite ist.
Probleme sind aber auch, das nicht nur falsch bestückte Bauteile 
auffallen, sondern auch unterschiedliche Gestaltungen von 
unterschiedlichen Herstellern oder abeichende Schärfe und Farbe des 
Aufdrucks bei verschiedenen Chargen.
Leicht differierende Positionen der Bauteile oder Schattenwürfe bzw. 
Reflexe bei Sonneneinfall oder wechselnder externer Beleuchtung kommen 
hinzu.

>
> Bevor ich ihm aber soetwas baue würd ich gerne wissen, ob man das denn
> nicht schon kaufen kann oder welche preiswerten Alternativen man hat, um
> die Bestückung per Hand zu prüfen.

Da kann ich jetzt leider nix zu sagen, weil ich damit länger nichts mehr 
zu tun hatte.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: Lupin (Gast)
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strom dran und gucken ob tut reicht nicht?

Autor: Josef B. (derbioinformatiker)
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Hallo Bernd,
ich vermute, dass die Geräte mit Mustererkennung sehr teuer sind, da 
wird sich unter 5000 Euro bestimmt nicht viel abspielen. Ich habe schon 
Projekte mit Mikroskopie und Mustererkennung gemacht (im biologischen 
Bereich) und weiß sehr wohl, was für unwägbarkeiten eine tolle 
Mustererkennung schnell ausbremsen.
Ich hätte da eher an eine sehr rustikale Methode gedacht, die das 
menschliche Gehirn möglichst gut entlastet bei der Arbeit und nicht die 
Welt kostet.
So ein Aufbau aus einer Art Stativ, einer hochwertigen Webcam und ein 
einfaches Stück Software sollte man sich selber für unter 200 Euro 
basteln können. Und wenn es dann wirklich eine Hilfe sein sollte, kann 
man es ja auch anderen anbieten.

Hallo Lupin,
Strom dran reicht leider nicht, da die bestückten Platinen nach der 
Fertigung zu dem geschickt werden, der die Firmware dazu gemacht hat und 
sie verkauft. Und so lange keine Firmware drauf ist kann nicht getestet 
werden, da wäre es schon sehr hilfreich, wenn die gröbsten Fehler vorher 
schon vermieden wurden.

Autor: Sebastian (Gast)
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Man nennt das AOI, Automated Optical Inspection. Selbst gebrauchte 
Anlagen werden wohl den Preisrahmen sprengen, zudem muß das Teil erst 
einmal an intakten Baugruppen angelernt werden. Ob jemand so etwas 
schonmal als Do-It-Yourself gemacht hat, weiß ich nicht. Was spricht 
gegen eine elektrische Prüfung? Testpads vorsehen, über Nadeln 
kontaktieren und der PC macht - ggf. mit geeignetem Multiplexer und 
auslesbarem Meßgerät - den Rest.

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Josef B.

> Ich habe schon
> Projekte mit Mikroskopie und Mustererkennung gemacht (im biologischen
> Bereich) und weiß sehr wohl, was für unwägbarkeiten eine tolle
> Mustererkennung schnell ausbremsen.

Ok. Dann kenst Du dich vermutlich besser aus als ich.

> Ich hätte da eher an eine sehr rustikale Methode gedacht, die das
> menschliche Gehirn möglichst gut entlastet bei der Arbeit und nicht die
> Welt kostet.
> So ein Aufbau aus einer Art Stativ, einer hochwertigen Webcam und ein
> einfaches Stück Software sollte man sich selber für unter 200 Euro
> basteln können.

Wenn Du die Software hast, kannst Du ja testen, was es bringt, und dann 
nach Erfahrung Webcam und "Stativ" verbessern.
Testweise kannst Du ja mal Fotographien von einem "guten" Musterexemplar 
und verschiedenen Fehlerexemplaren schnell wechselnd 
übereinanderblenden.
Dann erkennst Du möglicherweise schon, ob das Verfahren genug 
"Potential"
hat, um sich an die Software zu setzten.


> Und wenn es dann wirklich eine Hilfe sein sollte, kann
> man es ja auch anderen anbieten.

Durchaus.....solange es das nicht schon gibt und jemand anders seinen 
dicken fetten Patentdaumen drauf hält.

Aber selbst in dem Falle könntest Du eine open Source Software zum 
schnellen Bilderkucken für Lau irgendwo hinstellen.
Wie wäre es mit einem Gimp plugin?
Webcam und Stativ/rahmen müstest Du gesondert verkaufen.
Wenn das irgendwo anders zu einer fertigen Anlage zusammenwächst, ist es 
ja nicht Dein Werk. ;-)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Josef B. (derbioinformatiker)

>Meine Idee war, ob man vllt mit einer Kamera und nem speziellen Rahmen
>ein Bild des geprüften Prototyps aufnehmen und speichern könnte. Dann
>wird das gespeicherte Bild immer abwechselnd mit dem Livebild der
>aktuell eingelegten zu prüfenden Platine angezeigt.

Klingt eigentlich recht clever. Das könnte man z.B. leicht mit einem 
normalen Grafikprogramm testen. Originalbild und "Fehlerbild" logisch 
verknüpfen (Falschfarben, Subtrahieren etc.), da sollten große Fehler 
schon sehr deutlich werden.

>einem Anschlag ausrichtet. Die unterschiedlichen Stellen würden dann
>"blinken" und schnell auffallen, was vermutlich weniger ermüdet.

Jo.

>nicht schon kaufen kann oder welche preiswerten Alternativen man hat, um
>die Bestückung per Hand zu prüfen.

Für nen schmalen Taler eher nix.

MFG
Falk

Autor: Ingo W. (Gast)
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> da die bestückten Platinen nach der
> Fertigung zu dem geschickt werden,
> der die Firmware dazu gemacht

Wenn Ihr aber wenigstens die Schaltung kennt, könntet ihr für den Test 
ein Programm reinschreiben, was die Ein/Ausgänge (mit einer externen 
Testumgebung) testet.
Macht bestimmt weniger Aufwand und ist zuverlässiger als die optische 
Variante von außen, die Fehler unter den BE auch nicht findet (glaube, 
in der Industrie werden die Platten im Verdachtsfalle oder 
stichprobenweise geröntgt).
mfG ingo

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Sowas gibt kein vernünftiges Unternehmen zum Testen raus...

Autor: Tester (Gast)
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Es gibt auch die möglickeit Kleinserien bei z.B.  Testhaus testen zu 
lassen.
Die Initialkosten sind natürlich nicht Ohne.

Ansonsten schuaae doch mal im Netz nach Quins Easy.
Wir haben so ein Gerät und sind für solche sachen sehr zufrieden damit.

Autor: Josef B. (derbioinformatiker)
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Worauf beziehst du dich denn Michael? Auf die Test/Diagnosekontakte?

Ich bin immer noch auf der Suche ob es soetwas nicht schon käuflich zu 
erwerben gibt, ich möcht ja das rad nicht neu erfinden.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Josef B. schrieb:
> Worauf beziehst du dich denn Michael? Auf die Test/Diagnosekontakte?
Entschuldigung, da war ich unpräzise.
Bezogen wars auf das hier:
> Wenn Ihr aber wenigstens die Schaltung kennt, könntet ihr für den Test
> ein Programm reinschreiben, was die Ein/Ausgänge (mit einer externen
> Testumgebung) testet.

Autor: Josef_ohne_Login (Gast)
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Ah okay Michael jetzt weiß ich Bescheid.
Danke Tester, der Tipp mit Quins easy ist sehr gut, das sieht 
vielversprechend aus!
Ich hab mal ne Anfrage gestellt was das Ding denn kosten soll.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo, ich benutze eine Digitalkamera, 2000x3000 Pixel.
Wichtig, ist, daß die Kamera unter Linux unterstützt sein muß.
Damit nimm ich eine 20x30cm Bereich auf und mache 4 Bilder.
Die Beleuchtung ist eine aus 4 Seiten mit jeweils RGB Leisten
welche den Diffusor von unten anstrahlen, sowie einen roten Led-Ring
um die Linse und einzelne rote Leds an den 4 Ecken.

Bild 1: Diffuses weisses Licht von allen Seiten.
Bild 2: Nur Direkte Beleuchtung, Rot
Bild 3: Diffusor oben: Rot, Diffusor unten: Grün, Diffuor rechts+links: 
Blau
Bild 4: Diffusor links: Rot, Diffusor rechts: Grün, Diffuor oben+unten: 
Blau

Bild 3+4 dient der Höhenköntrolle der Bausteine/Pins.
Bild 2 dient der Lötstellenkontrolle und wird zum Zentrieren verwendet.

Aufbau in MDF mit Schubladenauszug sowie einem Karton.
Programmierung geschieht so:
1) Unbestückte Platine
2) Referenzplatine
Daraus errechnet sich das Programm die Bauteile raus (Differenz)
und mittels Korrelation (weiss, rechenintensiv, aber was solls)
errechnet sich das Programm dann die Bauteile raus, inkl Überprüfung von
Bauteilaufdrücken. So erspare ich mir das OCR.

Autor: Mike Hammer (-scotty-)
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Eine Kamera-Inspektion hat auch seine Grenzen weil die nur das erfassen
kann was sichtbar ist. Vieles in der Elektronik ist aber unsichtbar und
darauf kommt es an.
In der Industrie setzt man gewöhnlich In-Circuit-Tester und
Funktionstester ein, womit man gewöhnlich die meisten Fehler
finden kann.

http://de.wikipedia.org/wiki/In-Circuit-Test
http://de.wikipedia.org/wiki/ICT-Testsystem

Leider sind auch diese Systeme nicht gerade billig und
Selbstbauprojekte hab ich noch nicht gesehen.

Autor: Chris (Gast)
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Stimmt, nur ist damit ein größerer Aufwand damit verbunden.

Speziell bei Handbestückung ist das Fehlen oder das Bestücken eines
falschen Bauteils, oder auch verkehrt herum der häufigste Fehlerfall.
Zudem sind Thombstoning, sowie Kurzschlüsse oder Bauteile welche sich 
drehen oft auch große Fehlerquellen. Beides erschlägt man mit AOI 
relativ gut.
Bei Handbestückung kann es auch von Vorteil sein, die AOI vor dem Reflow
zu machen, damit man den Fehler günstiger ausbessern kann.

Mit einer 6Megapixel Kamera, und 20x30cm Aufnahmefläche kommt man gut 
zurecht bei geringen Kosten. Bei kleinerer Fläche kann man auch eine 
4Mpixel
Kamera nehmen. Knackpunkt ist die Unterstützung von Linux, man die
Steuercodes kennt, um die Kamera fernzusteuern. Angenommen khat bereits
eine Kamera, sind die Kosten für eine reine Weißlichtbox nichtmal 10€.
Was man braucht ist ein Karton, vier Sparlampen und die Kamera mit 
Kabelbindern befestigt. Man kann sich mit Klebestreifen die Position der
Aufnahme (20x30 oder weniger) markiere.

Damit kann man dann zwar nur Fall 1 erschlagen, denn Fall 2 ist nur 
beingt
prüfbar, da das eine speziellere Beleuchtung voraussetzt.

Für die Handbestückung aber ideal, und im speziellen Falle, wenn die
SMD Platinen oder auch TH von dritten Personen manuell gemacht wird.

Manuelle Prüfadapter sind auch recht günstig bei kleineren Serien.
Prüfadapter mit 2 (3) oder 4(6) Nadeln brauchen 8Mil für deren Auflage.
Einfache Prüfadapter brauchen mehr, komplizierte mit mehreren 
Leitschablonen weniger. Damit so eine Platine überhaupt getestet werden
kann, muß das im Layout schon vorgesehen werden, und vielfach auch in 
der
Programmierung.

Autor: S. T. (cmdrkeen)
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mit dem richtigen aoi kannst du nicht nur die Bestückung prüfen sondern 
auch den Fertigungsprozess: Lötstellen oder -brücken etc.

im lowcostbereicht bewegen sich solche Systeme aber auch um 3000 bis 
6000 Euro


musst du halt auf das Produkt und die Stückzahl draufschlagen.

Autor: -Gast_XIV (Gast)
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S. T. schrieb:
> musst du halt auf das Produkt und die Stückzahl draufschlagen

Wenn es nichts einspart braucht man es auch nicht zu machen.

Für eine Platine und 50er Serie lohnt sich meiner Meinung nach keines 
der Verfahren.

Einschalten Spannung langsam hochdrehen und den Strom Messen und findet 
meiner bescheidenen Meinung nach ausreichend viele Fehler in 
Kleinserien.

Dazu noch eine Firmware die alle Basisfunktionen prüft und ggf. noch 
Ports so ein und ausschaltet das Sie sich in der Stromaufnahme bemerkbar 
machen.

Wenn das nicht reicht einen eigenen Prüfadapter bauen. Die Testpins sind 
nicht unerschwinglich.


Eine 100% Burn-In Prüfung für die Luft- und Raumfahrt ist damit 
natürlich nicht machbar, aber sich erst eine akzeptabel Fehlerrate zu 
überlegen ist auch ein Ansatz.

Autor: Josef B. (derbioinformatiker)
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Ich hab noch ein Verfahren genommen, das für flache SMD Bestückungen 
funktioniert. Buerger-Elektronik bietet eine Software mit der man die 
Inspektion mit einem handelsüblichen Scanner machen kann.
http://buerger-electronic.de/be_inspect.htm
Was es kostet weiß ich leider noch nicht.

Hab testweise mit einem Scanner mal ausprobiert wie gut das geht und 
muss sagen die Aufschriften auf Widerständen sind schlecht lesbar... 
aber man erkennt fehlende Bauteile auf alle Fälle.

Autor: -Gast_XIV (Gast)
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Josef B. schrieb:
> aber man erkennt fehlende Bauteile auf alle Fälle

man kann das Kind auch mit dem Bade ausschütten. Platine auf de nScanner 
legen, einlesen Software anschmeissen Prüflauf nur um ein paar fehlende 
Bauteile zu erkennen. Das geht mit einer feinen Waage sicher einfacher.

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