Bestücken mit hoher Flexibilität

FUJI Machine Europe, Mainz-Kastel & RAFI, Berg

Bereits 1900 als optisches, mechanisches und elektrotechnisches Institut gegründet, übernimmt 8 Jahre später der leitende Mitarbeiter Raimund Finsterhölzl als Inhaber das Unternehmen. Die jeweils ersten zwei Buchstaben seines Namens bilden dann auch Unternehmensbezeichnung Rafi. Nach der Entwicklung der ersten Tastatur in 1970 folgten die Entwicklung und Produktion von Flacheingabe-Systemen in 1983. Nach der Eingliederung in die Hoesch AG wurde Rafi 1994 wieder ein eigentümergeführtes Unternehmen unter der Leitung von Albert Wasmeier und Gerhard Schenk. Heute besteht die Unternehmensgruppe neben der Zentrale in Berg, wo Entwicklung, Produktion und Vertrieb zu finden sind, aus weiteren neun Standorten. Mit über 2.000 Mitarbeitern hat die Unternehmensgruppe im letzten Jahr einen Umsatz von über 300 Mio. Euro erwirtschaftet. Die Geschäftsfelder beinhalten die Produktbereiche der elektromechanischen Bauelemente, Bedien- und Steuerungssysteme sowie EMS für elektronische Baugruppen und Geräte.

Mit aktuell 16 SMT-Linien, verteilt auf die fünf Werke Berg, Bad Waldsee, Überlingen, Ungarn und Shanghai, gehört die Rafi-Gruppe zu den größten deutschen Elektronik-Auftragsfertigern. Ein hocheffizientes Produktionsnetzwerk mit ausgeklügelten Arbeitsprozessen und moderner Anlagentechnik bildet die Basis für Qualität und Zuverlässigkeit auf hohem Niveau. Als Global Player liefert man nicht nur perfekt bestückte und funktionsgeprüfte Leiterplatten, sondern ebenso den kompletten Service eines international agierenden Unternehmens. Von der Entwicklung und Design über die weltweite Bauteilebeschaffung, Elektronikfertigung inklusive innovativer Prüftechnologien, Materialwirtschaft, Logistik und Traceability bis zum After-Sales-Service wird die komplette Wertschöpfungskette abgedeckt. Die Produktionsmethoden orientieren sich an ökonomischen und ökologischen Maßstäben mit dem Ziel eines definierten Qualitätsstandards bei optimaler Wirtschaftlichkeit sowie einem sparsamen Umgang mit natürlichen Ressourcen.

Die Elektronikproduktion in der Zentrale Berg wurde durch zwei Bestückungslinien mit Fokus auf Präzisions- und Hochleistungstechnologie zur Stärkung des Elektronikstandortes Deutschland erweitert. Eine Investition, die wohlüberlegt und durchdacht werden musste, zumal es sich im ersten Fall um eine Referenzlinie der Unternehmensgruppe handelte. Der Abteilungsleiter der Prozessentwicklung Dr. Markus Röck berichtet mehr dazu: „Unser Plan war, eine Referenzlinie hier in der Elektronikproduktion zu erstellen, die für die komplette Unternehmensgruppe ausgerollt werden sollte. Insofern haben wir im Vorfeld und über fast zwei Jahre hinweg natürlich genaue und aufwendige Untersuchungen und Vergleiche getätigt, um ein Equipment zu erhalten, welches unseren Anforderungen und Bedürfnissen am besten entsprach. Wir starteten dann die Evaluierung im November 2010 mit einer Bestückungslinie, ausgestattet mit modernsten Anlagen.“ Die Bestückungslinie setzte sich aus dem Pastendrucker Ekra X5 Prof. mit Inspektion, gefolgt von einem 3D-Lotpasteninspektionsystem HS70 von Parmi, 14 Modulen M6 der NXTII Bestückautomaten von Fuji, dem Rehm-Lötofen VXP Nitro 3500 sowie einem AOI VI Technology 5K mit Handlingsmodulen von Asys zusammen. Die Evaluierungszeit ging damals über 3 Monate, während dieser Zeit die Verfügbarkeit durch Vollauslastung im Dreischichtbetrieb sowie teilweise auch samstags geprüft und getestet wurde. „Interessant und sehr positiv war bei der Evaluierung“, so Dr. Röck weiter, „dass die Fuji-Linie als Hardware Plug and Play war. Ein weiteres wichtiges Entscheidungskriterium für die Fuji-Module war das flexible Konzept einerseits in punkto Liniegestaltung und andererseits von den Möglichkeiten beim Umrüsten und der Anordnung der Köpfe.“ Während der kompletten Evaluierungszeit war ständig ein kompetenter Fachmann von Fuji direkt vor Ort, der die Bediener auch emotional abgeholt, und an die Linie gebracht hatte. Der Geschäftsführer von Fuji Machine Europe Klaus Gross: „Wir haben zwei wichtige Aufgaben während einer Evaluierungsphase: Einmal der Trainingseffekt, um die Bediener richtig zu instruieren und in die Maschinengegebenheiten einzuführen. Und dann der emotionale Faktor, d.h. die Bediener müssen mit neuen Gegebenheiten klar kommen und diese auch annehmen. Denn der Mensch ist nach wie vor und trotz hohem Automatisierungsgrad ein sehr wichtiger Faktor für gute Ergebnisse.“

Als durchaus bemerkenswertes Plus gilt zu erwähnen, dass die Cost-of-Ownership-Untersuchung von Rafi die geringsten Kosten pro bestücktes Bauteil im Vergleich zu Mitbewerbern ergab. Ein modulares und skalierbares Konzept der Bestückautomaten ermöglicht produktbezogene Einrichtung durch unkompliziertes Tauschen der Bestückköpfe im Plug-and-Play-Verfahren. Das breite Spektrum an handelbaren Leiterplatten wird mittels einer großen Palette an Bestück- und Spezialköpfen komplettiert. Dabei reicht das Bauteilspektrum von 01005– bis 74x74mm-Bauteilen, zusätzlich können spezielle Steckerleisten bis 180mm oder Bare Dies direkt vom Wafer bestückt werden. Wurden vorher die Bauteile angesplict, gibt es heute einen störungsfreien Wechsel mittels Feeder. Bei RAFI liegen die Losgrößen im Bereich Systeme von einer halben Stunde bis auch mal 5 Stunden, was häufige Rüstwechsel voraussetzt. Und hier zeigen sich wieder klar die Vorteile der flexiblen Bestückmodule mit ihrem Rüstvorgang on the fly. Zumal gilt es, hochkomplexe Baugruppen mit bis zu 1.600 Bauteilen sicher zu prozessieren. Das intelligente Feedersystem meldet rechtzeitig, wenn die Bauteile in den jeweiligen Zuführeinheiten ausgehen könnten und wechselt übergangslos, ohne Eingreifen eines Bedieners, zur nächsten entsprechend bestückten Einheit. Eine immense Verbesserung von Runtime als auch dem First Pass Yield. Dr. Röck ist begeistert von der Leistung der Module: „Die Bestückung erfolgt mit der Linie sicher und fehlerfrei, so dass wir nahezu keine Bestückfehler mehr haben. Dabei ist die Genauigkeit der Bestückmodule für uns momentan noch ein nettes Add-on und übertrifft bei weitem das, was wir heute benötigen. Doch mit Blick auf die Zukunft, wenn wir Bauteile mit noch feinerem Pitch und engerem Zwischenraum bestücken müssen, wird dies durchaus eine notwendige Option.“

Mittlerweile ist auch die zweite Linie in der RAFI-Produktion hinzugekommen. Seit August 2012 ergänzt die neue Bestückungslinie mit 12 Modulen M6 der NXTII sowie einem Dispenser von Asymtek perfekt die Produktionsanforderungen im Unternehmen und erhöht die Flexibilität weiter. Ob jetzt die Baugruppen in hohen Stückzahlen wie beispielsweise der Fritz!Box über die Linien gehen oder kleine Losgrößen wie sie teilweise für Systeme notwendig sind, spielt fortan keine Rolle mehr: die neuen Bestückungslinien sind dank Modularität und hoher Flexibilität jeden Anforderungen voll gewachsen und die Produkte austauschbar. Und hier ist man sich komplett einig: Die Erwartungen wurden vollsten erfüllt. Die Partnerschaft der beiden Unternehmen hat sich von Anfang an toll entwickelt und ist auf hohem und ehrlichem Niveau zu sehen.

Als wichtiger Baustein für das Erreichen eines hohen Qualitätsstandards sowie zur Optimierung des First Pass Yields im Bereich Fertigung gelten die Schulungen bei RAFI. Näheres erläutert Dr. Röck: „Wir haben realisiert, dass mit der Technologie allein und den guten Maschinen weder ein hoher Yield noch Qualität zu erreichen ist. Ein wichtiger Faktor in der Fertigung sind die Menschen, die in der heutigen Zeit mit einer dynamischen Fertigung qualifiziert werden müssen. Früher war es so, dass die Mitarbeiter relativ schnell in der Fertigung eingesetzt, und durch Training on the Job eingelernt wurden. Wir haben das nun anders gelöst, indem die Mitarbeiter, die bei uns in die Fertigung kommen, davor eine Lötschulung nach IPC, THT-Bestückung oder Prozessschulung absolvieren müssen. Dazu wird unser Schulungscenter nach und nach ausgebaut. Derzeit sind wir gerade dabei, eine komplette Fertigungslinie zu installieren, in welcher zwei Fuji-Module M3 der NXTII ihre Arbeit tun. So haben wir die Möglichkeit, die Leute direkt vor Ort und an den Anlagen zu trainieren.“ Das Rafi Schulungscenter steht ebenso für Unternehmen mit Elektronikproduktion, der Industrie, dem Maschinen- und Anlagenbau mit eigener Elektronikfertigung sowie Prototypen- und Musterbau offen, die ihre Mitarbeiter/innen aus der Fertigung oder Qualitätsprüfer und Entwickler qualifizieren lassen wollen. (dj)

www.fuji-euro.de; www.rafi.de

Das Video zum Artikel finden Sie unter www.epp-online.de/applikations-video/fuji-rafi/flexible-produktion oder mit direktem Zugang über QR-Code.

V.l.n.r.: Klaus Groß von Fuji Machine Europe, Moderator Jan Doering und Dr. Markus Röck von Rafi