Qualität in schwindelnder Höhe

smartTec, Rodgau & Kathrein Werke, Rosenheim

Durch den Ing. Anton Kathrein im Jahre 1919 gegründet, war man damals auf Blitz- und Überspannungsschutz spezialisiert. Erst 1953 startete das Unternehmen die Produktion von professionellen Antennen nach Einführung des Fernsehens im VHF-Band in Deutschland. Heute beschäftigt die Firmengruppe fast 7.000 Mitarbeiter in 62 rechtlich selbständigen Tochter- bzw. Beteiligungsgesellschaften, unter anderem in vier Werken in Rosenheim, vier Vertriebszentren sowie weltweit 25 Produktionsstätten. Als global agierendes Unternehmen werden 60% des Umsatzes im Ausland erzielt. In den Entwicklungsabteilungen forschen mehr als 300 Ingenieure und Techniker nach innovativen Lösungen. Durch die Dynamik der modernen Kommunikationsmärkte, ungefähr die Hälfte des Umsatzes stammen von Produkten, die nicht älter als 2 Jahre sind, werden jährlich 10% des Umsatzes in den Bereich Forschung und Entwicklung investiert. Mit mehr als 4.500 Produkten rund um die Telekommunikation sind die Kathrein-Werke größter Hersteller von Antennensystemtechnik. Die Systeme sind dort zu finden, wo höchste Ansprüche an Qualität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer gestellt werden. Das Unternehmen und weltweit 20 Tochtergesellschaften sind entsprechend der Vorschriften des Qualitätsmanagement DIN EN ISO 9001 (Qualität) und ISO 14001 (Umwelt) zertifiziert.

Das Werk 3 der Kathrein-Werke in Rosenheim mit rund 500 Mitarbeitern beherbergt verschiedene Fertigungsbereiche, unter anderem die Fertigung zur Herstellung benötigter Elektronik für die zahlreichen Produkte der Kommunikationstechnik. Mit 3 SMD-Linien geht hier die Leiterplattenbestückung mit hohem Bauteilmix und unterschiedlichen Fertigungslosgrößen von Prototypenaufträgen bis zur Serienproduktion mit insgesamt knapp 30 Mitarbeitern einher. Um dem Firmenslogan „Qualität macht ihren Weg“ stets gerecht zu sein, wurde über die Investition eines SPI-Systems zur Erhöhung der Qualität nachgedacht.

Dipl.-Ing. (FH) Alois Unterlinner, Leiter Industrial Engineering Bereich Elektronikfertigung, erklärt, wie die 2 SPI Schablonendrucker ihren Weg in die Fertigung gefunden haben: „Wir fertigen hier zu 100 Prozent nur eigene Produkte, wo die Marktsituation eine große Rolle spielt und diese nur schwer planbar ist. Insofern ist unser Ansatz der, dass wir uns von der Technologie her behaupten, und nach dem Motto„State of the Art“ fertigen müssen. Wir haben den Markt ausführlich sondiert, um ein für unsere Anforderungen passendes System zu finden, und sind damals während des Besuchs der „Austronica“ im österreichischen Zell am See auf smartTec gestoßen. Das Unternehmen hatte das Kombisystem HP-520 SPI Schablonendrucker von SJ Inno Tech ausgestellt, das uns auch gleich im Hinterkopf geblieben ist. Die anfänglichen Pläne sahen ja lediglich ein SPI-Inspektionssystem vor. Doch wurde uns dann recht schnell deutlich, dass wir ebenfalls neue Schablonendrucker dazu benötigten, um bestmögliche Ergebnisse zu erhalten. Die alten Drucker waren den wachsenden Anforderungen nicht mehr zu 100% gerecht. Mit unseren 3 SMD-Linien decken wir die komplette Baugruppenfertigung ab und müssen trotz hoher Flexibilität den Qualitätsansprüchen des Unternehmens voll entsprechen.“

Bei einer durchschnittlichen Linien-Bestückleistung von ~30.000 Bauteilen/Stunde im Dreischichtbetrieb an fünf Tagen möchte man nicht daran denken, welch Auswirkungen ein Fehler im Schablonendruck bedeuten könnte. Im Werk 3 von Kathrein hat sich diese Herausforderung bereits im Dezember 2011 in Form von zwei HP-520 SPI Schablonendruckern, im Vertrieb der smartTec GmbH, gelöst.

Der Schablonendrucker mit echter 3D-Inspektion und Closed Loop Regelung ist ein wahrer Meister seines Fachs. Der Vision Screenprinter kombiniert auf kleinstem Raum ein leistungsfähiges Drucksystem mit den Vorteilen einer vollwertigen 3D-Lotpasteninspektion. Das eigenständige Inspektionsmodul sorgt für kontrolliert hohe Druckqualität bei absolut verlustfreier Taktzeit. CPK-Werte innerhalb der Spezifikation werden nach wenigen Drucken zuverlässig erreicht, dafür sorgt die Closed-Loop-Korrektur. Das System kontrolliert Höhe, Volumen, Lage, Abmessung, Form der Pads, Brücken, Überschuss und Fehlmaterial und erkennt Abweichungen innerhalb der vorgegebenen Toleranzen. Die 3D-Inspektion verschiedener Pads auf einer Fläche von 43cm² benötigt gerade mal eine Sekunde und stellt die Ergebnisse sofort auf einem Display grafisch dar. Auch davon profitiert ein Anwender wie Kathrein, denn der First Yield Pass liegt im Unternehmen dank der beiden Systeme bei einem Großteil der Leiterplattenbaugruppen mittlerweile bei fast 100%. Weniger Ausschuss und Rework sowie höhere Produktivität bei deutlicher Kostenersparnis führen zur besseren Rentabilität einer gesamten Linie und sichert ein Stück weiter den Standort Deutschland. Mit einer Druckgenauigkeit von ±0,015mm und einer Wiederholgenauigkeit von ±0,01mm liefert das leistungsfähige Druckmodul einen rundum stabilen Druckprozess. „Und“, wie Ing. Stefan Schwentner, Vertrieb Österreich/Süd Bayern/Schweiz für smartTec, betont, „die fünffache Variierbarkeit von Rakeldruck und Geschwindigkeit pro Druckzyklus trägt wesentlich zur Optimierung der Druckergebnisse bei. Die flexible Anpassung ist von Vorteil bei Stufenschablonen oder kritischen Druckprozessen.“ Das System glänzt weiter mit automatischer 4fach Unterseitenreinigung, patentierter Doppelklemmung welche eine Seiten- sowie Topknifeklemmung erlaubt, schnellem Umrüsten sowie einer robusten, wartungsfreundlichen Konstruktion und flexiblen Rahmenaufnahmen. Eventuelle Probleme mit optischen Irritationen sind durch die spezielle RGB-Beleuchung behoben. Für Kathrein wurden beide Systeme auf die speziellen Anforderungen des Antennenherstellers entwickelt und angepasst. Mittels Traceabilityfunktion wird die Lotpastencharge (optional auch Schablonen- u. Rakel-Code) der Leiterplattenseriennummer zugeordnet u. bei Bedarf nach verfolgt. Auch ist es möglich, mit der internen Kamera des Drucksystems den 2D Matrixcode auf der Leiterplatte zu lesen, eine Option, die nicht weit verbreitet ist. Dem nicht genug, weiß Alois Unterlinner weitere Highlights der Systeme zu erzählen: „Durch die verhältnismäßig einfache Handhabung der SPI Schablonendrucker in Verbindung mit dem außergewöhnlichen Support von smartTec war sofort eine hohe Akzeptanz der Mitarbeiter gegenüber den neuen Systemen da. Ein nicht unwichtiger Aspekt, wenn man darüber nachdenkt, dass beim Druckprozess das Zusammenspiel von Mensch, Maschine, Methode und Material ausschlaggebend für die Qualität ist.“ Im Unternehmen erfolgt der Druckprozess ausschließlich mit lasergeschnittenen Schablonen von Christian Koenen, mit denen man im übrigen auch eine sehr gute Zusammenarbeit pflegt. Im Einsatz ist ein Spannsystem mit nur einer Spannbreite und einer Schablonengröße, das Drucksystem ist kompatibel zu sämtlichen Spannsystemen. Je nach Finepitch-Rasterung werden die Standardschablonen mit einer Schichtdicke von 120µm oder 150µm verwendet, die bei Bedarf auch mit einer elektropolierten Oberfläche ausgestattet sind. In der Elektronikfertigung der Kathrein-Werke in Rosenheim ist man sich einig, dass die Investition in die Systeme ein voller Erfolg ist. Denn bei verhältnismäßig geringem Platzbedarf erfolgt ein mit hoher Qualität einhergehender Schablonendruck für einen stabilen Prozess in der SMD-Fertigung. Das Unternehmen hat sich damit bereits auf die Herausforderungen der Zukunft eingestellt, und macht 3D Lotpasteninspektion im Unternehmen zum Standard. (dj)

SMT Hybrid Packaging

Stand 7-219

www.smarttec.de; www.kathrein.de