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Innovative Baugruppen

Verfahren & Analysetools zur Sicherung der Qualität von Elektronikprodukten
Innovative Baugruppen

Bereits zum zweiten Mal fand das Berliner Technologieforum bei Siemens CT in Berlin statt, zu dem Rehm in Zusammenarbeit mit Siemens CT und den Partnerfirmen eingeladen hatte. Vorab gab es interessante Fachvorträge aus den Bereichen Reflowlöten, Bestücktechnologie, optimierter Schablonendruck sowie Reinigung in der Elektronikfertigung, um anschließend in den Laborräumen von Siemens CT Workshops zum Thema Mess- und Analysemethoden zu besuchen.

In der Elektronikfertigung bestimmt bereits die richtige Wahl einer Leiterplatte die Qualität der herzustellenden Produkte, denn typische Probleme wie Delaminationen, Black-Pad, Innenlagenabriss oder mangelhafte Benetzbarkeit können sich durchaus negativ auswirken, und die Fehler meist erst nach dem Löten auf hoher Wertschöpfungsstufe festgestellt. Martin Franke von der Siemens AG CT T konfrontierte damit seine Zuhörer und erläuterte die Risikominimierung bei der Lieferantenabhängigkeit.

Flächenverhältnis und Lotkugelregel
Leiterplattenhersteller für hohe Volumina sind hauptsächlich in Asien zu finden, nur niedrige Mengen und Spezialtechnologien werden noch in Europa und teilweise auch den USA hergestellt. Bei Bedarf von großen Mengen erschweren hier schon kulturelle Unterschiede eine Kommunikation. Derzeit kommen noch hohe Materialkosten durch unter anderem stark schwankenden Rohstoffpreise dazu, was sich nicht nur auf die Endpreise niederschlägt, sondern eine Lieferantenbeziehung nicht unbedingt positiv fördert. Hier ist präventives Qualitätsmanagement angesagt, entstehen doch 75 % aller Fehler bereits vor dem Serienlauf, waren die Worte des Redners. So sollten bereits beim Design und der Entwicklung alle betroffenen Parteien miteinbezogen, und die Anforderungen an eine Elektronikbaugruppe genau definiert und festgehalten werden. Diese Produktanforderungen müssen in den Prozess übersetzt werden, eine Aufgabe des Leiterplattenlieferanten. Tools zur Minimierung der Risikofaktoren Mensch, Design/Prozess sowie in der Technik wurden mit Fokus auf die Auditierung präsentiert, welche detailliert erläutert wurde. Am Beispiel von Qualifikationsausfällen im Damp-heat-Test bei Lötverbindungen zwischen einem BGA-Connector und einer Flex-Schaltung verdeutlichte Franke abschließend den hohen Wert einer guten Leiterplattenqualität.
Harald Grumm von Christian Koenen analysierte die Substratebenheit mit Auswirkungen auf die Schablonentechnik und den Druckprozess. Einflussgrößen wie Öffnungsverhältnis, Flächenverhältnis und Lotkugelregel bestimmen eine Druckqualität maßgeblich. So verhindern Unebenheiten der Substrate, entstanden durch Lötstopplack, Viafillings oder Verunreinigungen, eine Abdichtung der Schablonenöffnungen durch die Pads. Hier schafft die Stufentechnologie Abhilfe, denn neben der Anpassung an den Pastenbedarf des Bauteils sowie der Kompensation von Substratunebenheiten ist auch Drucken auf unterschiedlichen Ebenen realisierbar. Somit eröffnet der Schritt in die dritte Dimension neue Möglichkeiten für den Schablonendruck und durch die gezielte Auswahl von Schablonenoptionen können Prozesse erheblich verbessert werden.
Gilt AOI von Lotpaste und Lötstellen als weitere Option zur Qualitätsverbesserung? Eine Frage, der Olaf Römer von ATEcare auf den Grund ging, indem er die verschiedenen Verfahren des AOI von Lötstellen aufzeigte und miteinander verglich. Die Lösung ist Anwender bezogen zu suchen, denn nur das für jeden Prozess optimale Verfahren garantiert höchstmögliche Sicherheit. Als es um die Lotpasteninspektion ging, war zu erfahren, dass eine schattenfreie Inspektion mittels 3D am effektivsten ist, um Fehler zu detektieren. Mit Fallbeispielen aus der Materialanalytik klärte Dr. Peter Lipowsky der Siemens AG anschließend über entstehende Elektronikfertigungsprobleme auf.
Reparatur
Ziel von Rework ist es, die Wertschöpfung zu erhalten, die in einem Produkt realisiert wurde, bedeutet aber auch eine zusätzliche Belastung elektronischer Baugruppen und stellt so ein potenzielles Zuverlässigkeitsrisiko dar. Der Schwierigkeitsgrad von Rework sollte deshalb bereits im Design berücksichtigt werden, so Rainer Taube von der Taube Electronic in seinem Vortrag über die Chancen und Risiken der Reparatur von Baugruppen. Erfolgreiches und fehlerfreies Rework setzt einen kontrollierten Arbeitsprozess und umfassende Risikovermeidung voraus. Dazu sollte bereits vor Ausführung geklärt sein, welches Basismaterial zur Leiterplattenfertigung verwendet wurde, wie viele Lötprozesse es bei welcher Temperatur gab und mit welchem Lot die Baugruppe gelötet wurde. Des Weiteren sind die maximale Gehäusetemperatur des zu tauschenden Bauteils mit eingestuftem MSL-Level des Herstellers sowie die Verwendung des Lots zum Einlöten des neuen Bauteils zu ermitteln, um ein effizientes Rework durchzuführen. Danach ging es zur Vertiefung der Theorie zu den Workshops in die Laborräume von Siemens CT, wo Repair-Technologien, Metallographie und Analytik, Verwindung bzw. Wölbung, Thermoire- und 3D-Koordinaten-Messungen sowie Reflowprofile und Messtechnik im Angebot standen. (dj)

zum 2. Berliner Technologieforum…

KURZ BEFRAGT

Herr Drobny, können Sie uns über die Gründung berichten?
Der Hintergedanke des Technologie Tages in Berlin war umfassende, praxisgerechte Technologie den Anwendern im regionalen Umfeld zu bieten. Durch die enge Zusammenarbeit von Rehm Thermal Systems und Siemens CT in Berlin ergab sich dieser Standort. Weiteres Ziel war, durch die Kooperation mit langjährigen Partnerfirmen wie Asys/Ekra, Koenen, Kolb, Siemens und Zevac, über Vorträge und produktorientierte Vorführungen unseren gemeinsamen Kunden aktuelle Themen nahe zu bringen.
Wer hat das Forum gegründet?
Das Technologie-Forum wurde nach einer Idee von Rehm zusammen mit den Partnerfirmen gegründet. Der Grundgedanke war möglichst kurze Anfahrtswege für die Kunden zu bieten und den entsprechenden örtlichen Gegebenheiten Rechnung zu tragen. Der Veranstaltungsort ist nicht auf Berlin beschränkt, sondern es ist durchaus vorstellbar, eine ähnliche Veranstaltung in einer anderen Region ins Leben zu rufen. Und die Resonanz war sehr gut, wir haben 2010 über 90 Teilnehmer in Berlin begrüßen können. Im Vergleich zu 2009 eine Steigerung um fast 20 %. Die meisten Teilnehmer kamen aus der Baugruppenfertigung im EMS und CMS Bereich.
Fakten und Highlights zur Veranstaltung?
Die Qualitätssicherung spielt in der heutigen SMD-Fertigung eine immer wichtigere Rolle. Daher konzentrierten sich die Vorträge um diesen Themenbereich sowie um die aktuellen Trends in der Analyse- und Verfahrenstechnik. Die theoretischen Grundlagen wurden in den Vorträgen am Vormittag behandelt, der praxisbezogene Teil erfolgte nachmittags in den 4 verschiedenen Workshops zu Themen wie Repair, Metallo- graphie, Messmethoden und Reflowprofilierung. Im Großen und Ganzen sind wir dem Konzept der Vorjahresveranstaltung treu geblieben. Wir hatten im Anschluss an die Vorträge wieder die Möglichkeit bei Siemens CT Workshops im Bereich der Verfahrenstechnik durchzuführen. Die neu hinzugekommenen Partnerfirmen AteCare und Vliesstoff Kasper haben die Veranstaltung nochmals um zusätzliche Themenbereiche erweitert. Dieser Mix kam bei den Kunden sehr gut an, die durchweg begeistert waren. Die praxisorientierte Vermittlung von technologischem Knowhow in direktem Kundenkontakt ist das Erfolgsrezept solcher Veranstaltungen.
Gibt es eine Folgeveranstaltung?
Aufgrund der durchweg positiven Resonanz planen wir auch im nächsten Jahr eine Fortsetzung der Seminarreihe. Die positive Resonanz und die steigende Teilnehmerzahl sprechen für sich. Die Veranstaltung war für alle Beteiligten ein voller Erfolg.
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Doris Jetter, Redaktion EPP und Sophie Siegmund Redaktion EPP Europe sprechen einmal monatlich mit namhaften Persönlichkeiten der Elektronikfertigung über aktuelle und spannende Themen, die die Branche umtreiben.

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