Mittelpunktbestimmung für hochpräzise Bohrungen
Präzision und Robustheit senken Ausschuss
Für die präzise Positionierung von Durchkontaktierungen (engl. Vias) setzen Hersteller von Leiterplatten auf Bildgebung und leistungsfähige Algorithmen. Die Sollpositionen werden dabei mit digitalen Schablonen abgeglichen. Reflexionen und variierendes Plattenmaterial erschweren die robuste Kantenfindung. Wir zeigen, wie sich mit unserem speziell entwickelten Bildanalyse-Algorithmus eine besonders zuverlässige Mittelpunktbestimmung erreichen lässt.
Maschinen für die Leiterplattenfertigung
Historisch gewachsene, komplexe Systemlandschaften
Die Leiterplattenfertigung ist durch hohe Anforderungen an Prozessstabilität, Nachverfolgbarkeit und reproduzierbare Qualitätsmerkmale geprägt. Gleichzeitig dominieren in der Praxis langlebige Bestandsanlagen mit gewachsenen Maschinen-, Steuerungs- und Vision-Stacks. Neue Bildverarbeitungslösungen müssen daher nicht nur funktional besser sein, sondern sich mit kalkulierbarem Aufwand in bestehende industrielle Software- und Steuerungsumgebungen integrieren lassen.
Hochleistungschips erfordern höchste Güteklasse
Klasse 3 des IPC-A-600G-Standards definiert höchste Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Leiterplatten, insbesondere an die optische Fehlerbewertung von z.B. Bohrlöchern. Sie gilt insbesondere für Geräte, bei denen Ausfälle lebenswichtig oder extrem kostspielig sind.
Präzise Durchkontaktierungen durch Vorbohren
Vorbohrungen definieren die Positionen der Durchkontaktierungen. Das Vision System muss sie mit maximaler Präzision und Verlässlichkeit vermessen. So kann die anschließende Bohrung exakt und zuverlässig ausgeführt werden.
Vision unter anspruchsvollen Bedingungen
Die bei der Vorbohrung entstehenden Späne erschweren die Erkennung der Messmerkmale.
Reflexionen, variable Kontraste sowie thermisch oder mechanisch bedingte Formänderungen der Leiterplatte beeinflussen die Bildqualität und Messgenauigkeit.
Hybride KI: KI-basierte Vorselektion trifft präzisen Regelalgorithmus
Die Lösung verbindet semantische, KI-basierte Vorselektion mit präziser geometrischer Auswertung. Dadurch lassen sich Vorbohrungen und Referenzmerkmale zuverlässig erkennen und hochgenau vermessen.
KI-gestützte Detektion von Vorbohrungen und Referenzmerkmalen
Die Bildauswertung kombiniert Layoutinformationen der PCBs mit KI-basierter Objektlokalisierung: Ein Transformer-Modell identifiziert Vorbohrungen und Referenzkreise anhand ihres semantischen Bildkontexts innerhalb der vorgegebenen Suchbereiche und selektiert zuverlässig bis zu 128 Vorbohrungen.
Mehr Präzision durch die Kombination von KI und regelbasiertem Algorithmus
Die lokalisierten Kreismerkmale werden durch regelbasierte, geometrische Bildverarbeitung hochpräzise vermessen: Mittelpunkt und Durchmesser der Vorbohrungen werden deterministisch und reproduzierbar aus dem realen Bildinhalt bestimmt und stehen für die weitere Prozessauswertung – etwa Soll-Ist-Abgleich oder Bohrkorrektur – bereit.
Hybride KI: Das sagen unsere Ingenieur:innen
Unsere semantische Vorgehensweise macht die Kreiserkennung robust, wo klassische Verfahren an Reflexen, Kratzern und unterbrochenen Kanten scheitern – anpassbar an die Anwendung, aber ohne kundenspezifisches Nachtrainieren.
Der hybride Algorithmus verbindet die Generalisierungsfähigkeit moderner Vision Language-Modelle mit der Effizienz einer industriellen Bildverarbeitungspipeline. So entstehen robuste Erkennungsergebnisse mit geringem Nachtrainingsaufwand und zugleich die Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit, die produktive Anwendungen erfordern.
Integrationsschnittstelle
Was tun, wenn die gewachsenen Software-Architekturen den Wechsel auf den performanten Basler Algorithmus und die pylon Softwareumgebung nicht zulassen? Die Lösung umfasst eine Integrationsschnittstelle zu Libraries von Drittanbietern wie Aurora Imaging Library oder MVTec Halcon.
Nahtlose Integration des Basler Algorithmus in eine Drittanbieter-Library
Wenn die gegebene Software-Architektur eine Imaging Library eines Drittanbieters umfasst, entwickelt das Basler R&D-Team Software eine Integrationsschnittstelle: Sie bindet den performanten Basler Algorithmus in die Drittanbieter-Library ein. Der zusätzliche Auswertepfad für die Mittelpunkt- und Durchmesserbestimmung der Vorbohrungen kann somit neutral angebunden werden.
Mehr über Basler Entwicklungsleistungen erfahrenVision Produkte für eine robuste, reproduzierbare Inspektion
Aufgrund der schwierigen Herstellungsbedingungen bedarf es einer besonders hohen Auflösung, einer geometrisch günstige Optik und homogener, kontrasterhöhender Ausleuchtung.
Für die zuverlässige Prüfung von Durchkontaktierungen auf grünlichen Leiterplatten wurden die Machine Vision Produkte gezielt auf maximale Kontrast- und Messgenauigkeit ausgelegt.
Monochrome, hochauflösende ace 2 Kamera
Eine monochrome ace 2 Kamera mit 20,2 MP und GigE-Schnittstelle erfasst selbst kleinste Bohrungen mit hoher Detailtreue. Die hohe Auflösung liefert die Grundlage für eine präzise Kantendetektion, während die GigE-Schnittstelle eine zuverlässige und effiziente Bildübertragung an den Auswerterechner sicherstellt.
Objektiv
Das telezentrische Objektiv ist auf einen Arbeitsabstand von ca. 110 mm ausgelegt und bildet die Leiterplatte maßstabsgetreu ab. Dadurch werden perspektivische Verzerrungen minimiert und eine präzise Kantendetektion über das gesamte Sichtfeld ermöglicht.
Rote Beleuchtung
Ein rotes Ringlicht sorgt für einen hohen Kontrast zwischen den Bohrungen und dem grünen Plattenmaterial. Dadurch lassen sich Bohrungskanten zuverlässig erkennen und reproduzierbare Inspektionsergebnisse erzielen – trotz Spänen, Reflexionen oder thermisch oder mechanisch bedingte Formänderungen der Leiterplatte.
Lösung zur Mittelpunktbestimmung für hochpräzise Bohrungen
Mit unserer Lösung erhalten Sie alles, was Sie für Präzisionsbohrungen in der Leiterplattenfertigung und anderen Branchen benötigen: eine hochauflösende Kamera, das passende Objektiv, eine leistungsstarke Software-Entwicklung, die einen robusten Algorithmus und Schnittstellenintegration umfasst.