Bindeglied in der Wertschöpfungskette

Ein Technologieforum für Entwickler, Layouter und Ingenieure war der Auftakt zur Jubiläumsfeier, welches Claudia Hannusch mit Worten über das Unternehmen einleitete. Seit 1988 ist es Ziel des Unternehmens auf der schwäbischen Alb, möglichst viele Dienstleistungen der Elektronik und Elektrotechnik aus einer Hand anzubieten. Heute besteht ein Full-Service-Konzept, das kompetent in allen Produktentwicklungsphasen bis hin zum Versand unterstützt. Gefertigt wird nach Vorgaben, Komplettlösungen erarbeitet, Testprozeduren entwickelt und gefertigt, oder als Outsourcing-Partner für die Produktion von Baugruppen und Geräten gehandelt. Es sind ca. 50 Mitarbeiter, die für derzeit 27 Stammkunden 725 unterschiedliche Baugruppen fertigen. Jeder einzelne Mitarbeiter ist für die Qualität der zu fertigenden Produkte verantwortlich. Die permanente Weiterbildung der Mitarbeiter durch eigene IPC-Trainer und die regelmäßig stattfindenden Qualitätsaudits sind ein wichtiges Thema im Unternehmen. Um den Herstellungsprozess kontinuierlich zu verbessern, werden alle Qualitätsdaten erfasst, ausgewertet und mit Hilfe geeigneter Prozesse wie Kaizen, Six-Sigma und 5S verbessert. Die Umstellung auf bleifrei wurde im Jahre 2004 bewerkstelligt.

Johann Hackl von Häusermann begann die Vortragsreihe mit der Konstruktion und dem Design hochkomplexer Leiterplatten. Der Inhalt seines Berichts umfasste nach einer Einleitung die Erklärung der Geometrie bzw. Mechanik, das BGA-Design, Microvias und Sacklöcher. Dabei stellte es das Pluggen vor, das dazu führt, dass die kontaktierten Bohrungen wieder verfüllt und damit verschlossen werden. Der Prozess erfasst beidseitige Blind Vias sowie durchgehende Bohrungen. Impedanz, Strombelastbarkeit, Wärmemanagement und Datenqualität kamen zur Sprache, wobei das letzte Thema am ausführlichsten besprochen wurde. So erhöht die Optimierung des CAD-Design die Produzierbarkeit der Leiterplatte, die Sicherheit der Bestückung und die Stabilität der Funktion der Baugruppe. Die Struktur der Anordnung der Bauteile sowie die Leiterführung sollten einfach, einheitlich und funktionell sein. Er stellte fest, dass sich die immer komplexer werdende Leiterplatte zunehmend zu einem wichtigen Hightech-Bauteil wandelt. Um eine in möglichst jeder Hinsicht optimale Lösung anbieten zu können, sollten alle daran Beteiligten am Prozess bleiben, miteinander kommunizieren und die Erfahrungen austauschen.

Fertigung und Gestaltung von Lotpastenschablonen und deren Auswirkungen auf den Druckprozess lautete der Beitrag von Thomas Lehmann von Christian Koenen. Die Fehlerverteilung im SMT-Prozess erzeugt mit einer Beteilung von ca. 64 % im Schablonendruck doch gewaltigen Druck, und zeigt, dass hochqualifizierte Mitarbeiter immer wichtiger werden. Sein Resultat für einen optimalen Prozess ist eine optimale Schablone, erstellt durch eine bestmögliche Kombination von Technologien und Oberflächenoptionen sowie ein angepasstes Layout. Das Unternehmen stellt sich diesen Aufgaben durch die Projekte im Application Center der Koenen Group und der Optimierung der Oberflächenbeschichtung. Es werden weitere Oberflächenbehandlungsverfahren getestet, Langzeitstudien zur Oberflächenbeständigkeit gefahren und ein zerstörungsfreies Nachweisverfahren für die Oberflächenfunktion entwickelt. Die diversen Spezialverfahren des Unternehmens kamen zur Sprache, unter anderem auch das der Stufenschablonen, denn schon jede zehnte Schablone wird heute im Unternehmen so, und mit zunehmender Tendenz, gefertigt: Der Edelstahlrohling wird genau definiert über das HighSpeedCutting in den vorgesehenen Bereichen abgetragen und danach im Laser über Passmarken mittels Kamerasystem eingerichtet und weiterverarbeitet. Das „Schablonen-Kochbuch“ stellt einen übergreifenden Schablonenvergleich dar, und empfiehlt beispielsweise eine konstante Temperatur von 21 °C im Schneideraum. Klimatisierung ist für ein behutsames Umgehen mit Schablonen ein wichtiger Aspekt. Es gibt Antworten auf Fragen des sinnvollen Fertigungstyps und Layoutanforderungen, wie sind diese am Sinnvollsten zu kombinieren, und was muss dabei beachtet werden.

Franz Plachy von Ekra führte seine Zuhörer in eine Produktion ohne Stress. Seiner Meinung nach sind Entwickler, Layouter, Arbeitsvorbereitung, Lieferanten und Mitarbeiter für 68 % der Fehler in der Bestückungslinie verantwortlich. Ein Grund mehr, um sich die Anforderungen an den Schablonendrucker für einen optimalen Druckprozess genauer anzuschauen. Präzisionsrakeldruck durch selbständige Kompensation des Eigen- und Rakelgewichts für einen genauen Rakeldruck auch in kleinsten Druckbereichen ist einer der Faktoren neben einem Leichtlaufzylinder und Kegelumlaufführungen für reibungsfreie Rakelbewegungen. Der Rakeldruck erfordert kontinuierliche Überwachung und Regelung während des Druckprozesses. Der Schablonendrucker sollte für ein gutes Druckergebnis eine Hubtischhöhenüberwachung mittels Längenmeßsystem in der Hubstation beinhalten, welches eine exakte Positionsbestimmung des Hubtisches zur Druckschablone ermöglicht. Höhenunterschiede führen zu Schichtdickentoleranzen, ein pneumatischer Druckkopf, wo dessen Zylinder fährt, bis der eingestellte Druck aufgebaut ist, bietet hier Vorteile. Weitere Voraussetzungen für einen optimalen Druck ist eine perfekte Klemmung der Leiterplatte mit MultiClamp, einer Option, die die parallele Verarbeitung von dünnen Leiterplatten in Kombination mit einer Richtfunktion für stark verwölbte Leiterplatten erlaubt. Er kam noch zu den additiven Prozessen, wie 2-1/2-D-Inspektion, Schablonenreinigung, Data-Matrix-Code-Erkennung oder iPAG, um dann an Alain Meyer von Juki weiterzugeben.

Während des Vortrags über „Prozesssicherheit in der Leiterplattenbestückung beginnt bereits in der Produktentwicklung“ konnten die Teilnehmer mehr über das Unternehmen selbst erfahren, um anschließend die möglichen Stolpersteine der Bestückung aufgezeigt zu bekommen. Als mögliche Stolpersteine kam er zu den Referenzmarken, Sauger, Bauelementen mit -zuführung sowie der Leiterplatte zu sprechen. Er stellte die Möglichkeiten der Bestückautomaten sowie zu ergreifende Gegenmaßnahmen durch das Design vor. Der Kunde verlangt grundsätzlich eine Dienstleistung in einem entsprechenden Umfang, was von der Fertigung umgesetzt werden muss. Nicht immer Voraussetzung dafür, dass der Auftraggeber und die Produktion den steten Austausch über die technischen Möglichkeiten pflegen. Jedoch führt ein solcher Informationsaustausch wie auch die Anpassung der entsprechenden Schnittstellen zu einer konstanten Prozesssicherheit und letztendlich zu einer Win-Win-Situation.

Vor der abschließenden Podiumsdiskussion kam Henning Obloch von Rehm Thermal Systems noch mit seinem Vortrag über Reflowlöten zur Sprache. Mit dem Ishikawa-Diagramm, einem Ursache-Wirkungs-Diagramm in Form einer Fischgräte, erläuterte er den Weg zum Lötergebnis. Hierbei zerlegte er die möglichen Ursachen, die eine Wirkung auf das Ergebnis auslösen könnten in Haupt- und Nebenursachen. Im Zusammenspiel Mensch, Maschine, Material, Prozess und Lötparameter gibt es viele Einflussgrößen auf dem Weg zu einem guten Lötresultat. Er sprach über die Qualifikation Reflowlöten, den Grenzdaten und worum es bei den Bauteilen geht anhand der Norm IPC/JEDEC J-STD-020D „Moisture Sensitive Components“, um dann die Vor- und Nachteile der Konvektion und Kondensation gegenüberzustellen. So ist Kondensationslöten beim Löten großer Mengen das bevorzugte Verfahren, während bei der Konvektion die Flexibilität bei der Reflowprofilierung und Zykluszeit klare Vorteile hat.

Im Laufe der Podiumsdiskussion bestand die Möglichkeit zum Erfahrungsaustausch mit Spezialisten und Fachleuten der verschiedenen Branchen. Nach einer allgemeinen Werksführung konnten die Teilnehmer ihren Eindruck über den EMS-Dienstleister vertiefen, und während der Abendveranstaltung neben einem reichhaltigen Buffet, Musik und Unterhaltung die Zeit nutzen, um weitere Informationen zu erhalten. (dj)

EPP 414