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AOI-Hersteller setzt auf Assembly

In einem Land der Traditionen und Geschichte bewegt sich einiges
AOI-Hersteller setzt auf Assembly

Ungefähr 20 Kilometer in südöstlicher Richtung von Tel Aviv ist Yavne. Und genau hier befindet sich Orbotech Ltd., der israelische Hersteller von AOI-Systemen für unbestückte und bestückte Leiterplatten sowie für Flachbildschirme. Mit über 1500 Angestellten in mehr als 35 Büros ist das Unternehmen in der Lage, einen weltweiten Support in diesen Märkten zu gewähren.

Orbotech, Yavne (Israel)

Orbotech Ltd. kann bis auf das Jahr 1981 zurückblicken, denn zu diesem Zeitpunkt wurden Orbot Systems Ltd. und Optrotech Ltd. ganz in der Nähe von Tel Aviv gegründet. Orbot stellte unter anderem AOI-Systeme für unbestückte Leiterplatten und Flachbildschirme her, Optrotech neben den AOI-Systemen für unbestückte Leiterplatten und CAM-Software auch Plotter. Der Name Orbotech kam dann im Jahre 1992 ins Spiel, als sich die beiden Unternehmen zusammenschlossen, um den Markt gemeinsam zu erobern. Vier Jahre später wurde mit Jenoptic ein Joint Venture zur Herstellung von Laser-Direct-Imaging-Geräten gegründet. 1997 machte man den ersten Schritt in Richtung bestückter Leiterplatten, indem man die Firma Schuh in Bad Pyrmont übernahm, ein Unternehmen, das AOI-Systeme für Baugruppen herstellte. Es folgten das Joint Venture Frontline PCB mit dem israelischen Softwareunternehmen Valor Computerized Systems Ltd. zur Herstellung von CAM-Software und im Jahre 2005 Orbotech Medical Solutions durch den Kauf von Imarad Imaging Systems. Das erworbene Unternehmen stellt Sensoren zur Feststellung von Gammastrahlung unter Verwendung der CZT(Cadmium Zink Teluride)-Methode her. Und das Unternehmen wollte sich in die Zielrichtung Medizintechnik weiterentwickeln.
Im Heute angekommen
Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz im israelischen Yavne – hier befinden sich auch Produktion sowie die für das Unternehmen äußerst wichtige Entwicklungs- und Forschungsabteilung. Das Headquarter befindet sich auf einem 25 000 m² großen Gelände und verteilt sich auf acht Gebäude. Hier schalten und walten ca. 800 der weltweiten 1500 Mitarbeiter, im Herzen des AOI-Herstellers. Geschäfte, Handel und Service werden von den jeweiligen lokalen Niederlassungen dirigiert.
Orbotech legt großen Wert auf die best-in-class-Technologie, so wurde stetig ein jährliches Budget von über 50 Millionen US-Dollar für Forschung und Entwicklung veranschlagt und mehr als 400 Wissenschaftler und Ingenieure stehen zur Verfügung. Der Hauptanteil der verkauften Systeme geht in den pazifischen Raum. Übrigens liegt hier auch ein wichtiger Grund, warum man sich im Unternehmen für den Eintritt in den Medical Imaging Equipment Markt entschlossen hat. Man verspricht sich damit den verstärkten Eintritt in diese Märkte und möchte sich nicht nur auf den pazifischen Raum verlassen. Eine klare Strategie des Unternehmens, das auf Tradition und beste Technologie großen Wert legt. Dass es dann noch zusätzlich ca. 270 Millionen Dollar auf der hohen Kante liegen hat, einzig aus Verkaufserlösen, sichert eine solide Ausrichtung der Firma ab. Auch hat Orbotech kürzlich sein Geschäftsergebnis für das Jahr 2006 bekannt gegeben. Insgesamt steigerte Orbotech den Umsatz von 379,9 Mio. US-Dollar in 2005 auf eine Rekordhöhe von 416,5 Mio. US-Dollar.
Produktion und Qualität
Das Unternehmen gliedert sich in Einkauf, Supply Chain Management sowie Produktion, Qualität und Technik. Der Produktionsleiter, Yoel Rotner, hat 140 Beschäftigte der insgesamt 200 innerhalb dieser drei Bereiche unter sich. Alle Systeme kommen nach der Fertigstellung in einen Integrationsbereich. Hier werden sie auf „Herz und Niere“ geprüft. Dazu laufen die Systeme 24 Stunden im Durchschnitt fünf Tage zum Test. Erst dann, nach erfolgreicher Prüfung, kommt das Gerät zum Versand.
PCB Division
Orbotech hat weltweit über 5 000 Systeme für die unbestückte Leiterplatte installiert und ist auch Marktführer. Das erfolgreichste AOI-System für die Leiterplatten ist dabei die Discovery. Mehr als 500 dieser Systeme wurden in den letzten 18 Monaten weltweit verkauft. Die SIP-Technologie (Simple, highly Intelligent, more Powerful) spielt hier eine Hauptrolle: Simple with Push-to-Scan, die einfachste AOI-Lösung in der Industrie. Intelligent with Visual Intelligence – entdeckt alles, was gewünscht und nur das, was man inspizieren möchte. Powerful impact with new AOI economics – maximaler Durchsatz mit maximaler Verfügbarkeit.
Mit über 15-jähriger LDI-Erfahrung und dem weltbekannten Optikhersteller Jenoptik (Jena, Deutschland) bietet Orbotechs erprobte LSO Technology (Large Scan Optics) eine innovative und LDI – Laser Direct Imaging-Technologie an. Das Unternehmen hat mit diesem Produkt die weltweite Marktführerschaft mit über 80 %. Durch LDI ist es möglich, hohen Durchsatz, Genauigkeit und Flexibilität zu kombinieren und überlegene Belichtungsresultate selbst für die schwierigsten Leiterplattenapplikationen zu erreichen. Ein weiterer Vorteil der LDI ist die maximale Flexibilität, da man selbst komplizierte Designs mit feinsten Linien bis zu 25 µm bearbeiten kann. So ist die Paragon die ideale Lösung für starre, starr-flex, sequentielle und Multilayer-Produkte.
FPD (Flat Panel Display)
Auch hier stellt Orbotech AOI-Systeme um Flachbildschirme zu inspizieren. Die Kontrolle von FPDs stellt spezielle technologische Herausforderungen wegen der transparenten Materialien der mehrschichtigen Strukturen und der hohen Dichte dar. Die weitere Herausforderung für den Markt ist auf einer Seite der stetig wachsende Druck, günstiger zu produzieren und auf der anderen Seite die Notwendigkeit, die Glaspanels zu vergrößern. Damit verbunden müssen sich die AOI-Systeme zeitnah entwickeln um die neuen Panelgrößen inspizieren zu können. Zurzeit ist es die Generation 8: eine 2,16 x 2,46 m² große Fläche mit einer 0,7 mm dicken Glasplatte.
Assembly Division
Die Assembly Division ist zur Unterstützung innovativer und kosteneffektiver AOI-Lösungen zur Ertragssteigerung im bestückten Leiterplattenbereich zuständig. Infolge der äußerst günstigen Marktresonanz auf die neuen AOI-Systeme Symbion und Vantage steigerte das Unternehmen den Absatz in der elektronischen Bestückungsindustrie um 25 % auf 36,4 Mio. US-Dollar weltweit. Seit der Vorstellung auf der Productronica 2005 wurden bereits fast 500 AOI-Systeme dieser neuen Generation verkauft. Dabei wuchs das Unternehmen in Europa um mehr als 30 % und in Deutschland sogar um mehr als 60 %. Die wachsende Installationsbasis mit inzwischen mehr als 1 500 Systemen weltweit beweist den Nutzen, den die Lösung als Teil der Qualitätsstrategie für die Anwender hat.
Ende 2006 erfolgte eine strategische Ausrichtung, die gesamten F&E-Aktivitäten zu vereinigen und in einem Team im Headquarter zu konzentrieren. Dies soll auch hier den eingeschlagenen Weg der kontinuierlichen Steigerung des Marktanteils weiterführen. Unter Leitung des Corporate Vice President, Assembly Division, Zvika Segal agiert unter anderem der Vice President Marketing and Sales Assembly Division Ronny Shalev. Beide Positionen wurden erst im letzten Jahr neu besetzt, um „frischen Wind” reinzubringen. So wurde die komplette Struktur neu überdacht und reorganisiert, mit besonderem Fokus auf besseren Kundensupport und konzentrierte Forschung & Entwicklungsarbeit. Als Ergebnis der Restrukturierung bleiben auf einer Seite ein zentralisiertes, leistungsfähiges und erfahrenes Forschungs- und Entwicklungsteam mit Wissenstransfer über alle Märkte sowie ein besserer, schnellerer Vorort-Service auf der anderen Seite. So versucht man durch regionalen Vertriebsservice und Democenter diesem Anspruch gerecht zu werden.
Zvika Segal äußerte sich folgendermaßen in einem Interview zum Unternehmen, den Märkten und zur Restrukturierung der Assembly Division: „ Erstens ist Orbotech im Allgemeinen ein konservatives Unternehmen und zweitens glauben wir an die Forschung und Entwicklung. Aus diesem Grund haben wir kontinuierlich sehr viel Geld in F&E investiert. Wir haben erkannt, dass speziell Europa und insbesondere Deutschland Qualität versteht, braucht und will. Das ist bekanntermaßen nicht so in der asiatischen Welt. Hier sind die Low-Cost-Solutions gefragt! Bei einem Deutschland-Besuch bei Automobil-Zulieferern wurde bestätigt, dass Sie ihre Produktion mehr und mehr automatisieren und gleichzeitig bessere Qualität hervorbringen wollen, um eine Null-Fehler-Produktion anzustreben, um damit mit Asien besser zu konkurrieren! Diese Firmen haben den Mehrwert und die Leistung unserer Systeme verstanden. Orbotech kann einerseits mit Equipment und Know-how für die hoch automatisierte Produktion und andererseits mit hohen Qualitätsforderungen bestens dienen. Der Grund, das Forschungs- und Entwicklungsteam in Israel zu zentralisieren, ist, dass wir noch bessere Produkte auf den Markt bringen, sowie einen besseren und schnelleren Support in Deutschland und auch in Europa bieten wollen. Wir wollen mehr Fokus auf die Bedürfnisse des deutschen Markts legen und diese befriedigen. Die Zentralisierung des kompletten Forschungs- und Entwicklungsstabs gibt uns mehr Möglichkeiten als zuvor.“
Post-Reflow-System
Mit der Symbion S36 und der Vantage S22 bietet Orbotech 3D-AOI-Systeme zur Bestückungs- und Lötstellenkontrolle mit außergewöhnlicher Inspektionsleistung. Sie erfüllen alle Anforderungen von anspruchsvollen High-Mix- und High-Volume-Fertigungslinien. Bei der Entwicklung der Systeme wurde besonders darauf geachtet, dass diese ein Optimum an Bedienerfreundlichkeit, leistungsfähigen Erkennungstechniken und Regelfunktionen für die statistische Prozesskontrolle erfüllen. Der modulare Systemaufbau garantiert optimale Anpassbarkeit an unterschiedliche Produktionsanforderungen und zukünftige Erweiterbarkeit durch Upgrade einzelner Module. Somit wird eine langfristige Absicherung der Investition des Kunden sichergestellt. Durch die komfortable Wizard-&-Go-Bedienung ist eine intuitive grafische Bedienoberfläche mit Bedienassistent vorhanden, die auch dem weniger erfahrenen Anwender das Erstellen leistungsfähiger Inspektionsprogramme ermöglicht. Der Schulungsaufwand ist damit auf ein Minimum reduziert. Erstaunlich einfach kann man mit dem Point-and-Click-Bedienassistent ein Programm erstellen. Der Assistent führt durch alle Schritte der Programmerstellung bis hin zum Start der Baugruppeninspektion. Optimierung eines Inspektionsprogramms, die Überprüfung neuer Einstellungen sowie die Nachverfolgung der Veränderungen sind leicht nachvollziehbar und können mit Hilfe der intuitiven Grafiken und Hilfsmittel jederzeit erfolgen. Die Möglichkeiten der Offline-Programmierstation erlauben die Erstellung und die Optimierung der Programme ohne dabei das Testsystem zu blockieren.
Beim Anlauf jeder neuen Produktion ist die größte Herausforderung von Beginn an eine optimale Fehlerabdeckung zu erreichen. Um einen Maximalertrag im ersten Durchlauf zu erreichen setzt Orbotech auf DPIX Erkennungstechnologie (Dimensional Picture Information eXtraction). Hierbei handelt es sich um eine revolutionäre Erkennungstechnolgie des Unternehmens, die speziell für die Ausarbeitung optimaler Inspektionsresultate auch bei den heutigen extrem dicht bestückten Elektronikbaugruppen entwickelt wurde. DPIX verknüpft dabei spezielle 3D-Bilderfassung mit Bildverarbeitungstechniken. Das Ergebnis ist hohe Erkennungsgenauigkeit bei einem Minimum an Pseudofehlern ohne die hohe Testgeschwindigkeit dabei einzuschränken. Die spezielle 3D-Optik nutzt eine hochauflösende Kamera für die Sicht von oben und vier weitere, im Winkel angeordnete Kameras in Verbindung mit gerichteten Beleuchtungsquellen. In Kombination mit der Z-Achse zur Kompensation der Leiterplattendurchbiegung können exakte 3D-Bilder ausgewertet werden. Die genaue Messung der Bauteilposition und die vollständige Erfassung von Lötfehler an J-Beinchen oder angehobenen Fine-Pitch-Anschlüssen sind dadurch gesichert. Die aus mehreren Bildern gewonnenen Informationen werden simultan durch Bildverarbeitungsalgorithmen analysiert, was für sichere Erkennung der sichtbaren Fehler von Bauteilen und Lötverbindungen sorgt. Für den Qualitäts-Regelkreis liefert das System Mess- und Zusatzdaten zur statistischen Prozesskontrolle. Durch die integrierte Überwachung von Ertrag und Fehlerspektrum mit Advisor-Softwaretools ist jederzeit eine kontinuierliche Prozessanalyse und Prozessoptimierung sichergestellt.
Solder-Paste-System
Die Symbion P36 ist zur Anwendung für die Lotpasteninspektion, einschließlich der Volumeninspektion und Volumenmessung zuständig. Es bietet mit der POP (Parallel Optical Path) 3D- und 2D-Technologie eine extrem hohe Genauigkeit bei vollständiger 3-D-Volumeninspektion von Lotpaste ohne Einschränkung des Leiterplattendurchsatzes. Bei der patentierten POP-Technologie wird eine serpentinenförmige Scan-Technik mit zwei unabhängigen 3D und 2D parallel genutzten Strahlengängen zur Bilderfassung von Flächen und Höheninformationen angewendet. So ermöglicht es die Inspektion der gesamten Leiterplatte und eine genaue Messung des Volumens, der Fläche sowie der Form und Position aller Lotpastendepots. Diese 3D-Laser-Triangulationsmethode erstellt ein eindeutiges Abbild des Lotpastenhöhenverlaufs bei einer Auflösung von 5 µm, unterstützt durch eine echte 2D-Laserbeleuchtung für Draufsichten der Lotpastenbereiche bei einer Auflösung von 20 µm. Mit einer Inspektionsleistung bis zu 60 cm²/Sek. sorgt das System für uneingeschränkte Inlinefähigkeit. Symbion P36 verfügt als Standard über integrierte SPC-Funktionen wie auch die Fähigkeit, Daten mit der umfassenden Software Advisor zur Prozesskontrolle auszutauschen. Dies ermöglicht die Überwachung, Nachverfolgung und Analyse von Lotpastendepots und Fehlermerkmalen um Prozesse zu verbessern. Eine kurze Einarbeitung sowie schnelle und unkomplizierte Programmerstellung sind sichergestellt. Durch Offline-Programmerstellung erhöht man die Maschinenverfügbarkeit. Die Verifikation der gefundenen Fehler kann wahlweise am System oder mit der externen Verifikationsstation Verifast21 durchgeführt werden. Eine flexible Konfigurierung des Systems vereinfacht die Integration in jede bestehende Fertigungsumgebung.
Im November 2006 wurde ein gemeinsames Entwicklungsprojekt mit DEK, Hersteller von Pastendruckern, erfolgreich abgeschlossen. In diesem Projekt wurde eine Kommunikationsschnittstelle zwischen Drucker und Inspektionssystem entwickelt. Nun sind Anwender in der Lage, mögliche Prozessprobleme in Echtzeit zu analysieren und Druckparameter schnell zu optimieren. Die Korrelation wichtiger Druckparameter mit den Inspektionsergebnissen erlaubt dann, zum Beispiel, die Anpassung der Reinigungsfrequenz. Das Ergebnis dieser Optimierungen spiegelt sich dann in einer reduzierten Fehlerquote und einem höheren Durchsatz der Linie wider. (dj)
SMT, Stand 7-137
EPP 410
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