Doppelt hält besser

Viscom, Hannover

Für die Produkte des Automobilzulieferers, die meistens nicht größer als eine Streichholzschachtel sind, gilt als Qualitätsmaßstab die IPC-A-610D-Norm, Qualitätslevel 2. Die Verarbeitung von Miniaturgehäusen wie BGA, µBGA und CSP macht eine Qualitätsprüfung notwendig, die auch verdeckte Fehler sicher und kosteneffektiv detektiert – und das mit hoher Prüftiefe und hohem Durchsatz. Die Lösung in Bad Salzdetfurth lautet: Kombinierte optische Inspektion und Röntgenprüfung (AOI/AXI). Fünf Viscom Kombi-Systeme vom Typ X7054 und X7055 garantieren die Qualität der hochmodernen Empfangssysteme.

„Catching the waves“ – so könnte das Motto des Antennenherstellers Delphi FUBA heißen. Seit 1995 gehört die FUBA Automotive GmbH & Co. KG zu Delphi. Das multinationale Unternehmen Delphi mit Sitz in den USA ist einer der weltweit führenden Automobilzulieferer. Der Standort in Bad Salzdetfurth ist in Europa verantwortlich für die Bereiche Navigation, mobile Empfangstechnologie und Antennensysteme. Schwerpunktmäßig entwickelt und produziert Delphi FUBA mit seinen 664 Mitarbeitern in Bad Salzdetfurth Spitzentechnologie im Bereich integrierte Antennen und TV-Empfänger.

1969 war das Geburtsjahr der aktiven Autoantenne. Bereits 1984 baute das Unternehmen die erste serienmäßige aktive Scheibenantenne für Porsche. Seit 1998 liefert das Unternehmen Systeme für den mobilen Fernsehempfang und steht heute als eine der treibenden Kräfte hinter der Entwicklung von mobilen Empfängern für das Digitalfernsehen DVB-T (Digital Video Broadcasting). Zurzeit wird die nächste Generation eingeführt. Es sind die sogenannten Hybridempfänger, Geräte, die sowohl analoges wie digitales Fernsehen empfangen können. Damit man auch weiterhin in dieser Entwicklung ganz vorn dabei ist, beschäftigen sich Entwickler nicht nur mit dem Empfang der Fernsehbilder, sondern auch mit ihrer Darstellung im Fahrzeug. Schon heute hat ein Fahrzeug der Oberklasse bis zu 22 Antennen für die unterschiedlichsten Signale von der Funkfernbedienung der Zentralverriegelung über das Radio bis hin zu Telefon und GPS. Eine der wichtigsten Aufgaben der Entwickler ist dabei die unauffällige Integration all dieser Antennen in das Fahrzeugdesign. Antennen finden sich z. B. in Kotflügeln, Türgriffen, Seitenspiegeln oder auch unter dem Kofferraumdeckel.

Die Zusammenarbeit mit Viscom begann im Jahr 2001 mit der Installation der ersten X7054. „Viscom ist führend im Bereich der kombinierten Systeme AOI/AXI. Dies war auch der ausschlaggebende Punkt im Jahr 2001 die Kombilösung von Viscom in unsere Fertigung zu integrieren, zwei einzelne Systeme wären deutlich teurer gewesen“, so Holger Hunze, Teamleiter Process Engineering, Delphi FUBA. Weitere wichtige Punkte, die für eine Entscheidung für Viscom sprachen, waren:

Zurzeit stehen im Werk Bad Salzdetfurth mit den Modellen X7054 und X7055 insgesamt fünf Systeme für die kombinierte AOI/AXI. Sie sind inline in den SMT-Prozess eingebunden, um kurze Qualitätsregelschleifen zu erreichen. „Wir als führender Hersteller im Automotive-Bereich müssen sehr schnell und flexibel auf Kundenwünsche reagieren können. Das erfordert höchste Qualität bei schnellem Durchsatz und hoher Prüftiefe – da sind die kombinierten Inline-Systeme AOI/AXI von Viscom genau das Richtige“, erläutert Michael Horstmann, Systembetreuer, Delphi FUBA.

Die Produkte des Unternehmens sind oft nicht größer als eine Streichholzschachtel. Neben BGAs werden hier oft Bauformen wie QFNs und LLPs eingesetzt, deren Anschlüsse verdeckt liegen. Von einem AOI-System mit Schrägansicht könnten zwar viele Bauteile inspiziert werden. Aber es gibt auch immer wieder Bauteile, die nicht hinreichend betrachtet werden können. Hier wird die Röntgentechnologie als zusätzliche Option bei verdeckten Lötstellen genutzt.

Eine weitere Besonderheit ist die sehr enge Bestückung der Baugruppen eines Antennenverstärkers. Eine Inspektion mittels Kamera ist aufgrund von Abschattungen und Verdeckungen mancherorts nicht möglich. Auch hier kommt dann die Röntgentechnologie zum Einsatz. „Es ist nicht möglich, alle Bauteile ausschließlich mit der AOI zu inspizieren, so dass der Weg zu einer sicheren Qualitätsprüfung nur über die Ergänzung mit der Röntgentechnologie führt. Diese wird auch für die Zukunftstechnologien wie BGAs unbedingt gebraucht“, so Georg Hauke, Manufacturing Engineer Manager des Antennenherstellers. Ein weiterer wichtiger Grund für die Anschaffung eines Kombi-Systems ist die Prüfphilosophie „Transparent-to-Test“. Mit den Worten des Betriebsleiters Karl Aschemann gesagt: „Es ist absolutes Minimum, dass am Ende des Produktionsprozesses alle Bauteile einmal – auch im Hinblick auf die Performance – inspiziert worden sind.“ Deshalb kommt die kombinierte AOI/AXI sehr weit vorne im Produktionsprozess zum Einsatz; denn je weiter die Fertigung eines Produktes fortgeschritten ist, desto aufwendiger wird die Nacharbeit und Reparatur. Für eine noch bessere Prozesssicherheit wird zusätzlich die Viscom SPC angewendet. Diese wurde so konfiguriert, dass nach einer bestimmten Anzahl von Fehlern ein Alarm erzwungen wird. So kann direkt auf Fehlerschwerpunkte reagiert werden. „Mit Unterstützung der SPC-Software haben wir ein gutes Tool, um unsere Prozesse bestmöglich zu optimieren – entsprechend unserer Null-Fehler-Strategie. So erkennen wir sehr früh, wann der Prozess aus den Grenzen läuft und können sofort reagieren“, so Holger Hunze.

Neben dem AOI/AXI-System hat der Incircuit-Test (ICT) nach wie vor seine Berechtigung bei komplexen Produkten und stellt einen Teil der Teststrategie des Antennenherstellers dar. Das Unternehmen hat aber auch viele einfache Produkte, bei denen aus Platzgründen rein technisch kein ICT zum Einsatz kommen kann, dies aus Kostengründen auch nicht sinnvoll wäre. So wird bereits in der Planungsphase die Teststrategie der einzelnen Erzeugnisse und die Prüftiefe an den einzelnen Prüftoren kritisch beurteilt. Dementsprechend gibt es auch Baugruppen, bei denen es abzuwägen gilt, was schon vorher durch eine AOI inspiziert werden kann. Dadurch lässt sich der Testumfang bei dem ICT reduzieren. „Das AOI-System ist das wichtigste Prüftor am Ende der SMD-Linie, danach gibt es nur noch den Endtest für einfache Baugruppen“, so Holger Hunze. Kurz gesagt: Die AOI/AXI-Systeme ermöglichen die Reduzierung des Testumfangs, die Optimierung der Layouts usw.

Die Röntgentechnik kombiniert mit optischer Inspektion wird zukünftig immer wichtiger werden. Gerade als Automobilzulieferer ist Delphi zunehmend steigenden Qualitätsanforderungen ausgesetzt. An den Roadmaps vieler Bauteilhersteller und Packaging-Häuser lässt sich erkennen, dass vermehrt anspruchsvollere Packages entstehen, die mit einer reinen AOI nur bedingt inspizierbar sind. Immer wichtiger wird es auch, einen rechtzeitigen Blick auf das Layout einer Leiterplatte zu werfen, damit auch Layouts für neue Bauformen entstehen, die alle Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen. Dieses wird bereits heute im Rahmen eines internationalen Technologie-Verbundes praktiziert. Zukünftig wird aber noch eine stärkere Einbindung und Partnerschaft der Soft- und Hardwareentwickler notwendig werden, um frühzeitig die Inspektionsfähigkeit sicherzustellen.

EPP 452