DPMO – Defects per Million Opportunities, die Fehlerrate pro einer Million Fehlermöglichkeiten, ist ein zentrales Maß für die Effektivität der Qualitätssicherung. Ihr oberstes Ziel: 0 DPMO. Um es zu erreichen, setzen Elektronikfertiger auf schnelle und genaue Inspektionssysteme. Je früher ein Fehler erkannt wird, desto geringer sind die Kosten.
Hauptfehlerquelle: Lotpastendruck
Da passt es gut, dass der fehleranfälligste Prozessschritt ganz am Anfang der Prozesskette steht: der Lotpastendruck. Rund 60 Prozent aller Produktionsfehler werden ihm zugeschrieben.
Folgerichtig setzen moderne Lotpasteninspektionssysteme genau hier an. Process Lens von ASMPT beispielsweise vermisst jedes Lotpastendepot über einen DLP-Chip mit bis zu 20 Millionen einzeln ansteuerbaren Mikrospiegeln, der die Depots auf Volumen, Höhe, Grundfläche, Form und Position prüft. Das System erkennt relevante Bereiche auf der Leiterplatte zunächst in einem 2D-Scan und vermisst sie anschließend in 3D – mit einer Auflösung von bis zu 10 µm und bis zu 80 Prozent weniger Pseudofehlern im Vergleich zu herkömmlichen SPIs. Dabei arbeitet Process Lens HD bis zu 70 Prozent schneller als bisher übliche Geräte.
Diese Leistungsreserve ermöglicht zusätzliche Messungen ohne Verlängerung der Gesamtproduktionszeit, z. B. die Fremdkörperdetektion oder den Mixed Mode der Process Lens HD Plattform, bei dem sowohl Lotpastendepots als auch Klebepunkte untersucht werden. Die
Process Lens HD ist zudem eines der
wenigen SPI-Systeme auf dem Markt, bei dem die Messauflösung per Software gesteuert werden kann.
AOI erkennt weitere Fehler
Im Bestück- und Lötprozess können weitere Probleme auftreten, z. B. falsch oder versetzt bestückte oder fehlende Bauelemente, aber auch der gefürchtete Tombstone-Effekt beim Löten. Wer mit besonders hohen Qualitätsansprüchen produziert, zum Beispiel für die Automobilindustrie, braucht deshalb am Ende der Linie und im besten Fall noch einmal vor dem Ofen weitere Automatische Optische Inspektionssysteme (AOI). Diese erkennen zuverlässig Fehler auf der Leiterplatte und verhindern, dass unbrauchbare Produkte an den Kunden ausgeliefert werden. Die zugehörige Software betrachtet in der Regel nur das einzelne Produkt, den einzelnen Fehler, nicht aber die Zusammenhänge. Sporadisch auftretende Fehler bleiben dabei nicht selten unerkannt im System.
Das Gesamtsystem im Blick
Mit dem Qualitätssicherungs-Expertensystem WORKS Process Expert geht ASMPT neue Wege. Basierend auf der standardisierten IPC-2591-CFX-Schnittstelle, bezieht die intelligente Applikation alle Maschinen der Linie in die Fehleranalyse ein und übernimmt die Datenintegration und -visualisierung. Wenn Process Lens von ASMPT oder ein SPI-System eines Drittanbieters eingesetzt wird, kann die Optimierung des Lotpastendrucks ohne Bedienereingriff erfolgen. Zudem kann das System bei Bedarf eine automatische Offsetkorrektur oder einen Reinigungszyklus einleiten.
Sind Siplace Bestückautomaten im Einsatz, lenkt WORKS Process Expert die Aufmerksamkeit des Bedienpersonals auf die Quellen der größten Prozessabweichungen und priorisiert die Lösungsvorschläge.
Entlastung für das Personal
Bei der Entwicklung dieser Lösung profitierte ASMPT von seiner langjährigen Erfahrung. Der Technologieführer bildet mit seinem Produktportfolio nahezu den gesamten SMT-Fertigungsprozess ab und konnte über die Jahre ein tiefes und umfassendes Prozess-Know-how aufbauen. Dieses Wissen ist vollständig in die Entwicklung von WORKS Process Expert eingeflossen.
Die Analysen und Dashboards sind so gestaltet, dass auch neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter schnell zum Ziel kommen. WORKS Process Expert ist zudem mit WORKS Command Center des Unternehmens kompatibel. So können Meldungen qualifikationsorientiert als Aufgabe auf den Desktop eines Remote-Arbeitsplatzes oder auf das mobile Endgerät eines Operators im Expertenpool weitergeleitet werden. Ebenfalls praktisch und zeitsparend: Erkannte Fehler werden nicht nur auf der zentralen Konsole angezeigt, sondern erscheinen auch direkt auf dem Display der betroffenen Maschine.
WORKS Process Expert gliedert sich in drei Module:
Printing-Modul
- Pre-Print-Optimierung mit DFM Health Check: Ein virtueller Druck auf Basis der Schablonendaten und der umfangreichen Prozessdatenbank von ASMPT ermittelt alle relevanten Druck- und Prozessparameter, markiert kritische Bereiche im Schablonenlayout und empfiehlt Lösungen.
- „Fractional Experiments“: Mit wenigen gezielten Testdrucken berechnet die Software in wenigen Minuten alle Druckparameter für einen optimierten Schablonendruck und stabilisiert so die Prozesse.
- Proaktive Druckoptimierung: Die Druckergebnisse werden kontinuierlich analysiert. Auf dieser Basis steuert und optimiert das Expertensystem selbstständig den Druckprozess.
Placement Modul
- Advanced Pick-Up Control: das System schlägt Optimierungsmaßnahmen beim Bestückprozess vor und priorisiert diese auf Basis des hinterlegten Prozess-Know-hows nach Erfolgswahrscheinlichkeit.
- Bestückleistung: WORKS Process Expert visualisiert die Zusammenhänge zwischen Bestückfehlern und Operatoreingriffen.
Quality-Viewer-Modul
- Schnelles und einfaches Data Mining: WORKS Process Expert liefert detaillierte Fehlerstatistiken auf der Basis der AOI-Daten in Form von KPIs und frei wählbaren Grafiken.
- Produkt- und maschinenübergreifende Analyse: Im Gegensatz zu reiner AOI-Software analysiert WORKS Process Expert die vom AOI-System erkannten Fehler im Kontext aller verfügbaren Maschinendaten sowie über verschiedene Produkte hinweg.
- Unabhängig der individuellen Maschinenprogrammierung: WORKS Process Expert setzt die von den Maschinenprogrammen an der Linie gelieferten Daten so um, dass ein vergleichbares Gesamtbild entsteht.
Getreu dem Automatisierungskonzept Open Automation ermöglicht die Lösung auch die Integration von Drittanbieter-SPI- und -AOI-Systemen über die standardisierte IPC-2591-CFX-Schnittstelle.
Optimierung auf der ganzen Linie
Für den Kunden bringt der Einsatz von Process Lens und WORKS Process Expert eine Reihe von Vorteilen: Die Optimierung erstreckt sich über die gesamte Produktionslinie. Dies führt zu stabileren, fehlerfreien Prozessen, zu besserer Qualität, kürzeren NPI-Zeiten, weniger Ausschuss und damit insgesamt zu deutlich niedrigeren Kosten. WORKS Process Expert ist ein intelligentes und integriertes Expertensystem, das vor allem durch seine praxisorientierte Funktionalität neue Maßstäbe setzt. Es entlastet die knappen Fachkräfte von Routinetätigkeiten, damit sie sich voll auf das Erreichen maximaler Produktivität und Qualität konzentrieren können. Ein DPMO-Wert von 0 rückt damit in greifbare Nähe.
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