Zuverlässigkeit im Augenmerk

Zum Portfolio des EMS-Dienstleisters gehören Highend-Lösungen für unterschiedlichste Anwendungen, darunter auch sicherheitsrelevante elektronische Steuergeräte für die Bereiche Automobilelektronik, Mess- und Regeltechnik, Medizin, Defense und Konsumeranwendungen. Seit der Gründung im Jahre 1978 hat sich der Dienstleister weiterentwickelt und ist kontinuierlich gewachsen. Heute entwickeln und produzieren hochqualifizierte Mitarbeiter auf einer fläche von 1.800 m² innovative Lösungen für den Kunden. Der Anspruch des Unternehmens besteht aus der Umsetzung der Ideen in markt- und fertigungsgerechte Produkte ohne Kompromisse bei Termin und Qualität. Dabei wird zur Sicherstellung der technischen und wirtschaftlichen Ziele für jedes Produkt ein spezifischer Qualitätsplan erstellt. Generell erfolgen im Unternehmen 100-%-Prüfungen der Produktqualität in Form von Inspektionen während der Produktion, und sofern möglich, auch abschließenden elektrischen Funktionstests mit produktspezifischen Testanlagen. Abhängig von den Produktanforderungen werden zudem Run-in/Burn-in-Tests bei Raumtemperatur, Hochtemperatur und/oder Ecktemperaturen angeboten. Neben einer Klimakammer stehen für Thermoschocks Airjets zur Verfügung.

Mit dem Fokus auf Zuverlässigkeit eröffnete der Geschäftsführer Michael Pawellek den 2. Technologietag nach der Begrüßung und Vorstellung der Roadmap des Dienstleisters, um anschließend an Gustl Keller in seiner Funktion als Moderator des Events weiterzugeben. Zur Einführung in die Thematik ging es dementsprechend rund um die Zuverlässigkeit. Am Beispiel integrierter Schaltungen zeigte er Maßnahmen auf, die trotz Einfluss durch Verarbeitung, Transport und Lagerung, eine Zuverlässigkeit sichern sollen. Dabei ging es um ESD-Schutzmaßnahmen, der Sonderbehandlung feuchte-empfindlicher Bauteile oder der Verarbeitung mit kontrollierter Wärmebelastung. Die 14 Vorträge handelten die Zverlässigkeitsfaktoren vom Basismaterial bis zur Traceability ab. Dr. Erwin Christner der Isola AG widmete sich den erhöhten Anforderungen an Leiterplatten-Basismaterialien. Ausgehend von den Kenngrößen erläuterte er die Möglichkeiten zur Verbesserung der Basismaterialeigenschaften und stellte dazu Beispiele aus dem eigenen Unternehmen vor. Ausgehend von der Roadmap des Unternehmens gab er abschließend noch einen Blick in die Zukunft. Als Repräsentant eines Leiterplattenherstellers sprach Jürgen Bauer von MOS Electronic über die Qualitätssicherung von Leiterplatten aus Fernost. Die Zusammenarbeit findet ausschließlich mit chinesischen Partnerfirmen statt, die nicht zur zertifiziert sind, sondern auch regelmäßig besucht werden. Die Kommunikation, zur Vermeidung von Missverständnissen, findet in der dortigen Landessprache statt. Sollten dennoch alle Stricke reißen, ist das Unternehmen in der Lage, kurzfristig selbst zu produzieren. Der Zuverlässigkeitstest an Leiterplatten, Interconnect Stess Test (IST), war Thema von Hermann Reischer, Polar Instruments. Nach den zukünftigen Anforderungen an die Leiterplatte stellte er die Testmethoden Temperaturwechseltest, der Prüfling wird wechselweise in zwei Klimakammern mit –40 und +125 °C mit 500 bis 1.500 Zyklen eingefahren, sowie den IST vor. Hier wird ein spezieller Testcoupon mit Durchkontaktierungen elektrisch auf 150 °C für 3 Minuten aufgeheizt, um dann in 2 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt zu werden. Er stellte die zwei Testmethoden gegeneinander und verglich diese. Letztendlich können Fehler mit dem IST schnell provoziert und aufgedeckt werden. Wie die Absicherung der Zuverlässigkeit im Produktlebenslauf erfolgen kann, war durch Dr. Viktor Tiederle der Relnetyx AG zu hören. Da die Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit nicht mehr durch zusätzliche Prüfungen erreicht werden können, sind schon bei der Entwicklung begleitende, integrierte Methoden zur Zuverlässigkeitsabsicherung sinnvoll. Denn diese helfen, das Entwicklungsrisiko zu bestimmen und wo nötig auch zu verbessern. Komplexe Produkte können durch das Projekt Coaching effizient über den gesamten Produktlebenslauf beherrscht werden. Axel Frank vom Veranstalter selbst stellte Beispiele, Methoden und Lösungen zum Design for Reliability vor. Im Unternehmen erfolgen unter anderem Schaltungssimulationen, Design Rule und Checklisten-Tests sowie eine automatische Umsetzung der erzeugten CAD- in CAM-Daten für die Produktion.

In seinem Vortrag über Löten und Whiskerbildung erläuterte Helmut Öttl von Rehm Thermal Systems zuerst die möglichen Ursachen zur Whiskerbildung, ob Oxide, Feuchtigkeit, Stress, Anlagentechnik, Oberfläche, Chemie oder Elektromigration. Dem umfassenden Überblick zu den Whiskerarten konnte er noch Tipps über aus heutiger Sicht sinnvoll erscheinenden Maßnahmen zur Vermeidung von Whisker folgen lassen. Aufgreifend zu dieser Thematik stellte Gustl Keller von Eltroplan die aus Sicht des Unternehmens wesentlichen Maßnahmen zur Whiskervermeidung vor. Hier empfahl sich die Kombination mehrerer Präventivmaßnahmen, jeweils in Abstimmung mit dem Kunden.

Da durch Nacharbeit und Ausschuss in der Produktion sehr hohe Kosten entstehen können referierte Lothar Pietrzak von Christian Koenen über die Qualitätsverbesserung und Kostenreduzierung durch moderne Schablonentechnologie. Denn gerade der Schablonendruck ist ein Prozess mit einem hohem Fehlerpotenzial, und kann bei optimaler Vorbereitung die Kosten für Nacharbeit und Ausschuss deutlich reduzieren. Insofern sollte bereits im Vorfeld genügend Zeit und Augenmerk auf die Prozessentwicklung verwendet werden.

Informationen zur Steigerung der Zuverlässigkeit durch Reinigung von Elektronikbaugruppen lieferte Dr. Helmut Schweigart von Dr. O.K. Wack Chemie, indem er nach allgemeinen Erläuterungen über die Reinigungsprozesse zum Reinigen vor dem Beschichten, vor dem Drahtbonden und zur Sicherung des Oberflächenwiderstandes, seine Erfahrungen preis gab. Sein Fazit: Reinigen vor dem Beschichten erhöht die Lackhaftung und damit die Zuverlässigkeit von lackierten Baugruppen. Das Reinigen vor dem Bonden steigert Pull/Scherkräfte und Haftung von Bondschützenden Vergussmassen. Und last but not least entfernt eine Reinigung hygroskopische Verunreinigungen und stabilisiert den SIR.

Unter dem Mäntelchen des Komponentenschutz nach Maß berichtete Jens Bürger von Elantas-Beck über den Baugruppenschutz in der Elektronik und zeigte die Auswahl des Elektronikschutzes mit Beachtung der Parameter auf. Passend dazu stellte Bernd Conrad von Werner Wirth Systems das Tutanchamun-Prinzip als Lösung für einen „unendlichen“ Komponentenschutz vor.

Martin Voss vom Fraunhofer EMI war mit einem Bericht über die elektronischen Systeme unter extremen mechanischen Bedingungen gekommen, der Testverfahren und Ergebnisse mit einschloss. Unter anderem war im Zuge dessen auch über die vom Fraunhofer EMI angebotenen Möglichkeiten für Fall- und Impakttests zu hören. Im nächsten Vortrag ging es noch über die Zuverlässigkeit durch Konfigurationsmanagement, während dessen Andreas Stephan von Eltroplan seinen Zuhörern mitgab, dass Konfigurationsmanagement für eine dauerhafte, glückliche Kunden-Lieferanten-Beziehung steht. Als letzter Punkt wurde Traceability mit Erläute-rungen, Standards und der Realisierung durch Gustl Keller diskutiert.

Nach einer Abschlussdiskussion gab es noch die Möglichkeit zu einer Betriebsbesichtigung, um dann die zwei Tage ausklingen zu lassen. Beginnend vom Material bis letztendlich zum Test wur- den in den Vorträgen alle Themen abgehandelt, um die Zuverläs- sigkeit eines Produktes zu si-chern. (dj)