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Selbstlernendes System optimiert automatisch die SMT-Fertigung

Produktneuheiten
Selbstlernendes System optimiert automatisch die SMT-Fertigung

Mit ASM ProcessExpert stellte ASM Assembly Systems zur Productronica 2015 eine Schlüsselkomponente für die Prozess-Optimierung in der intelligenten SMT-Fabrik der Zukunft vor, das erste, selbstlernende Inline-Expertensystem für die SMT-Fertigung. Es kann Druckergebnisse nicht nur höchst genau messen und steuern, sondern übernimmt erstmals auch die fortlaufende, automatische Stabilisierung und Optimierung der Druckprozesse. Die Lösung besteht aus dem extrem innovativen und hochgenauen 5D-SPM-System (Solder Paste Measurement) ASM ProcessLens und der Echtzeit-Software ASM ProcessEngine mit Wissensdatenbanken. Mit Spezialfunktionen wie DFM HealthCheck (Design forManufacturability) und Fractional Experiments sichert das Tool den Elektronikfertigern deutlich schnellere und zuverlässigere Produktneueinführungen (NPI). In der Serienfertigung übernimmt es die Kontrolle der Druckprozesse und steuert proaktiv und automatisch die mit dem Expertensystem vernetzten DEK Schablonendrucker, um mit optimalen Druckprozessen Produktqualität, Yield-Raten und die Produktivität der SMT-Linien deutlich zu erhöhen.

Das integrierte 5D Solder Paste Measurement (SPM) System arbeitet mit einem in Genauigkeit und Geschwindigkeit deutlich verbesserten 3D-Messverfahren auf Basis der in Highend-SPI-Systemen etablierten Moiré Phasenverschiebung, um extrem präzise die Lotpaste zu messen, kombiniert mit einer 2D Prüfung jedes Lötdepots um zuverlässige Messdaten liefern zu können.
Statt die für die Messung erforderlichen Lichtstreifen und deren präzise Bewegungen wie bisher über Gitter und relativ träge Piezo-Technologien zu erzeugen, nutzt das ProcessLens einen DLP-Chip (Digital Light Projector) mit 8 Millionen elektronisch steuerbaren Mikrospiegeln. Neben dem weiterentwickelten 3D-Verfahren kommen weitere 2D-Verfahren zum Einsatz. So warden Lotpastendepots deutlich präziser, schneller und flexibler analysiert als dies herkömmlichen Highend-SPI-Systemen möglich ist. Die erfassten absoluten Messdaten werden in den Wissensdatenbanken der Software ProcessEngine gespeichert. Dank BigData-Technologien leistet die Software nicht nur eine Echtzeit-Prüfung der aktuellen Druckergebnisse, sondern bezieht historische Messergebnisse in die Analyse ein, validiert Beziehungen zwischen Einstellungen und Ergebnissen und erkennt so eigenständig Optimierungspotenziale. Durch die Vernetzung mit den DEK Schablonendruckern kann ProcessExpert Druckeinstellungen automatisch und auf Wunsch völlig autonom, d. h. ohne manuelle Eingriffe durch Bedienpersonal kontrollieren, stabilisieren, optimieren und pro-aktiv steuern.
Als selbstlernendes Expertensystem eröffnet ProcessExpert den Elektronikfertigern völlig neue Möglichkeiten und stellt sein Wissen rund um die Uhr und 365 Tage im Jahr in den Dienst der Unternehmen. So können mit der Funktion DFM HealthCheck (Design for Manufacturability) Schablonen bereits auf Basis ihrer Gerberdaten virtuell bedrucken. Planer erhalten damit bereits lange vor Produktionsstart wichtige Informationen zu zentralen Druckparametern wie Schablonenart und -beschichtungen, Lotpastentyp, Rakeldruck, Druckgeschwindigkeit, Reinigungszyklen, erforderliche Toolings, Durchsatz etc. Darüber hinaus markiert ProcessExpert auf dem Monitor Bereiche des Schablonen-Layouts, die es als kritisch für einen stabilen Druck erkennt und benennt auf Mausklick die Gründe für diese Einstufung.
Weitere Unterstützung werden bei Produktneueinführungen (NPI) geboten. Die Funktion Fractional Experiments startet eine Reihe mit wenigen Testdrucken und variiert dabei gezielt Druckprozessparameter. In wenigen Minuten sind so alle relevanten Prozessparameterfür einen optimierten Druck automatisch ermittelt, ohne dazu Leiterplatten für den Probedruck (Defekte) zu verschwenden, und die Serienfertigung kann beginnen. NPI-Prozesse lassen sich damit deutlich beschleunigen und First Yield-Raten zuverlässig verbessern.
In der Serienfertigung übernimmt ProcessExpert die Kontrolle über den Druckprozess und steuert diesen pro-aktiv. Anders als herkömmliche SPI-Systeme ist das selbstlernende Expertensystem dabei nicht an starre, voreingestellte Schwell- und Grenzwerte gebunden. So stößt es beispielsweise nach der Messung nur weniger Leiterplatten die Unterseitenreinigung abhängig von absoluten Messdaten zu Druckqualität und Verschmutzungsgrad an, kann die Reinigungszyklen gezielt verlängern und so die Produktivität der Linie erhöhen – ohne die Produktqualität zu gefährden.
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