Full-Service-Leistungen

multi components, Schwabach

Der Systemanbieter aus Nordrhein-Westfalen wurde bereits im Jahre 1985 durch den Geschäfts- führenden Gesellschafter Heinz C. Willms gegründet und hat aktuell 125 Mitarbeiter. Eine Zahl, die sich – wie übrigens auch die Umsatzentwicklung – seit 2003 kontinuierlich steigert. Die Geschäftsleitung und Gesellschafter setzen sich aus der Bentz Beteiligungs KG (Melitta), der Podhajecky Beteiligungs GmbH, Heinz Willms und Artur Kreus zusammen.

Nachdem der Einstieg in die SMD-Fertigung im Jahre 1989 gelang, die Serienfertigung ein Jahr später startete, weist das Unternehmen heute mit einer Produktionsfläche von 3200 m² eine Bestückleistung von bis zu 50 Millionen Bauteile im Monat auf. Die Beschränkung liegt nicht auf reinen Bestückungsaufgaben, sondern es werden die Lösungen entwickelt, die vom Markt gefordert werden. Dazu gehören Elektronik-Entwicklung, das Layout, die internationale Materialbeschaffung sowie die Fertigung und der Test der Baugruppen, woraus sich die Komplettservice-Philosophie entwickelte, die hilft, Produktionskosten zu senken. Es werden aber nicht nur die reinen Produktionskosten beachtet. Vielmehr wird immer wieder die Frage gestellt, wie man den Systempreis senken kann, und man bietet dem Kunden entsprechende Lösungen an. Selbst bei der kurz bevor stehenden Umstellung zum 1. Juli 2006 auf die EU-Richtlinie RoHS (Reduction of Hazardous Substances – Beschränkung der Verwendung gefährlicher Substanzen) – besser bekannt unter „bleifreier“ Produktion – und die Elektroschrott-Richtlinie WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment – Verwertung und umweltgerechte Entsorgung von elektrischen und elektronischen Geräten) wird individuell ein Umstellungsfahrplan erstellt. Gemeinsam mit dem Kunden werden Konzepte und Lösungen für reibungslose Prozessabläufe zur Schaffung eines Wettbewerbsvorteils erarbeitet. Mit der Erstellung eines Pflichtenhefts entsteht ein Leitfaden von der Produktentstehungsphase bis zur Serienreife. Als weitere Dienstleistung wird ein 24-Stunden-Dienst im Bereich des Prototyping geboten: Selbst komplexeste Baugruppen können über Nacht als Prototypen gefertigt werden, kurze Entwicklungs- und Produktionszeiten verschaffen einen zeitlichen Vorsprung bei der Markteinführung der Produkte.

Die sechs SMD-Fertigungslinien von esw weisen eine hohe Konfigurationsflexibilität und Bestückungsleistungen von 6000 bis 50 000 Bauteilen in der Stunde auf und verarbeiten alle SMD-Bauformen von 0402 bis hin zu µBGA sowie alle Sonderformen. Im März diesen Jahres wurde mit einem weiteren SMD-Automaten (Siemens HF3) die Bestückungskapazität von bis zu 75 000 Bauteilen pro Stunde mit einer Linie erreicht. Der Bestückungsautomat bewältigt ein Bauteilspektrum ab 0201 aufwärts. Die Konvektions-Reflowöfen, die je nach Anwendung auch mit Stickstoff betrieben werden, gewährleisten ein der Baugruppe angepasstes Temperaturprofil und sind selbstverständlich für bleifreies Löten geeignet. Auf der Doppelwellenlötanlage werden die bedrahteten und gemischten Baugruppen unter einer Volltunnelstickstoffatmosphäre gelötet. Eine neu angeschaffte Selektivlötanlage, auf der bleihaltige und bleifreie Baugruppen gleichermaßen gefertigt werden können, komplettiert das Bild. Neben der manuellen THT-Bestückung von kleinen und mittleren Serien werden Halbautomaten bei der Fertigung von mittleren und großen Serien eingesetzt. Um eventuell anfallende BGA-Reparaturen und Nacharbeiten an Platinen problemlos durchführen zu können, wird seit neuestem, neben einer BGA-Reworkstation über Konvektion ein zweites spezielles Reworksystem mit Infrarot (FIR)-Technologie eingesetzt. Das Reworksystem zeichnet sich durch eine schnelle und sichere Handhabung aus. Schwer zugängliche Bauelemente, versteckte Anschlüsse und Gehäuseformen wie BGA, µBGA und Flip-Chip werden so bearbeitet, dass benachbarte Bauteile oder die Leiterkarte nicht überhitzt oder beschädigt werden. Das zu bearbeitende Bauteil kann aufgenommen, ausgerichtet und auf die mit Flussmittel vorbereiteten Anschlüsse gesetzt und verlötet werden.

Da nach noch so sorgfältiger Fertigung eine Baugruppe Fehler aufweisen kann, wird auf Kundenwunsch ein Funktionstest/Systemtest oder auch Incircuit-Test durchgeführt. Während der Incircuit-Test alle Produktionsfehler finden soll, erkennt der Funktionstest defekte oder falsche Bauteile. Ein Ergebnis, das zu Fehlerraten im unteren ppm-Bereich führt. Die Funktionstest- bzw. Systemtestgeräte werden dabei vom Kunden beigestellt oder vom Unternehmen für den jeweiligen Fall entwickelt. Mit dem Einsatz von Ball-Grid-Arrays wurde die Röntgeninspektion erforderlich, damit die Lötstelle wie auch die SMD-Pads analytisch beurteilt werden können. So werden kleinste Änderungen oder Schwankungen im Produktionsprozess erkannt, obwohl alle Parameter noch im grünen Bereich liegen. Neben der Inline-X-Ray-Prüfung der Lötstellen unterstützen Mikroskope bei der Lötstellenanalyse. Um die Funktionalität komplexer Baugruppen zu gewährleisten, wird bereits in der Entwicklungsphase eine durchgängige Teststrategie vorgesehen. Der Boundary Scan nach ANSI/IEEEE1149.1 ist dabei das einzige genormte Testverfahren, das auch einen Großteil der Testmöglichkeiten einer Baugruppe kostengünstig abdeckt. Verglichen mit traditionellen Testlösungen wie beispielsweise einem Testadapter, ist der gerätetechnische Aufwand bei diesem Verfahren minimal und kann bereits zur Verifizierung der Prototypen eingesetzt werden. Änderungen während des gesamten Produktionszyklus sind durch Anpassung des Testprogramms kurzfristig umsetzbar.

Des Weiteren hat das Unternehmen das Equipment für die Qualitätsprüfung in der SMD-Fertigung durch ein Inline-AOI-System von Saki mit Be- und Entlademagazin ergänzt. Zum Einsatz kommt hier System BF-Frontier mit zwei Reparaturstationen und einem Offline-Editorplatz. Das Inline-System BF-Frontier inspiziert Leiterplatten von 460 mm x 500 mm in nur 22 Sekunden inklusive Lade- und Entladevorgang mit einer Auflösung von 18 µm. Die Bauteilhöhe kann 40 mm betragen. Der BF-Editor macht die Offline-Programmierung von Inspektionsprogrammen und den Transfer von Programmdaten über Netzwerke möglich, die Reparaturstation BF-RP1 stellt die NG-Daten in Echtzeit dar mit einer vergrößerten Anzeige der Fehler. Durch die Kombination der verschiedensten Testmöglichkeiten wird nun eine vollständige Fehlerabdeckung gewährleistet.

„Seit wir die AOI der Fa. Saki einsetzen“, so Guido Schiffer, Produktionsleiter von esw, „können wir zu 100 % automatische optische Kontrolle durchführen, haben dadurch direkte Rückmeldungen zu etwaigen Produktionsschwankungen und können somit nochmals unsere First-Pass-Yieldrate steigern. Da nur ca. 30 % der Baugruppen verdeckte Löstellen wie bei BGAs etc. aufweisen, können 70% komplett durch die AOI inspiziert werden. Die restlichen 30% werden weiterhin über X-RayAnlagen inspiziert.“

Das japanische Unternehmen Saki bietet mit seinen inzwischen weltweit fast 3000 installierten Systemen noch weitere Testlösungen. So ist der BF-Tristar ein schnelles AOI-Gerät mit hoher Auflösung zur gleichzeitigen Inspektion von Ober- und Unterseite einer Leiterplatte. Es ermöglicht die Inspektion beider Seiten mit einer Größe von 250 mm x 330 mm innerhalb 25 Sekunden bei einer Auflösung von 10 µm. Das Gerät kann Bauteile kleiner Chips 0201 und ICs mit einem Beinchenabstand von 0,35 mm inspizieren. Das Laden und Entladen dauert dabei jeweils 4 Sekunden. Das BF-Planet-XX, sicher ein Highlight unter den angebotenen Geräten, ist ein schnelles hochauflösendes AOI-System, das bei einer Auflösung von 10 µm mittlere Leiterplattengrößen von 250 mm x 330 mm in 18 Sekunden inspiziert, bei einem Lade- und Entladevorgang jeweils von 3 Sekunden. Die hohe Auflösung der CCD-Farbzeilenkamera ermöglicht eine genaue und zuverlässige Inspektion von Lötstellen bei kleinen Bauteilen wie dicht platzierten 0201-Chips und 0-mm-Finepitch-ICs. Die telezentrische Linse, die eine Verdrehung des Bildes (Winkels) kompensiert, und das automatische digitale Schattierungssystem, das durch die Kalibrierung der Helligkeit jedes Pixels die Bilder klarer macht, verbessern die Wiederholgenauigkeit und Kompatibilität der Inspektionsergebnisse. Während der Bilderfassung bewegt sich der Tisch mit der Leiterplatte, der Antrieb erfolgt über eine Kugelspindel. Das digitale Farb-Scansystem erfasst mit CCD-Farbzeilenkamera und alternierendem Belichtungssystem in einem einzigen Scan das Bild der gesamten Leiterplatte. Die Maschine hat ein kompaktes Design mit nur 600 mm Breite. Die Multiple Beleuchtungstechnologie weist eine Beleuchtung von unten zur Ergänzung der Beleuchtung von der Seite und der coaxialien Beleuchtung von oben auf, damit hoch stehende Chips und Anschlussbeinchen erkannt werden. Die SPC-Information wird in Echtzeit angezeigt und kann z.B. an Oracle-Datenbanken übermittelt werden.

Die beiden Offline-Tischsysteme BF-Voyager und BF18D-P40 vervollständigen das Angebot. Der BF-Voyager inspiziert Leiterplattengrößen von 460 mm x 500 mm mit einer Bauteilhöhe von 40 mm oben und 60 mm unten in 22 Sekunden. Das zweitgenannte System, für dieselben Bauteilhöhen, verarbeitet manuell die Leiterplattengröße 250 mm x 330 mm in 14 Sekunden bei einer Auflösung von 18 µm.

Alle Inline-Systeme von Saki können nach dem Bestücken mit der integrierten Closed-Loop-Regelung zum Bestücker (Schnittstelle nötig) einen auftretenden Versatz sofort im Prozess korrigieren. Grundsätzlich lassen sich alle AOIs des Unternehmens mit ein und derselben Softwareoberfläche für post printing, pree reflow und post reflow einsetzen. Die Systeme profitieren hierbei von den selbst entwickelten Algorithmen und dem Prinzip des Vector-Imaging, welches auch Applikationen außerhalb der SMD-Palette zulässt.

Von multi components in Schwabach vertrieben, gibt es in Europa ein flächendeckendes Netz von Distributoren für Verkauf und Service. (dj)

SMT, Stand 7-436

www.multi-components.de & www.esw-gmbh.de

EPP 486