Pseudofehler eliminiert

SmartRep, Hanau & peiker, Friedrichsdorf

Das Unternehmen peiker ist einer der führenden Anbieter von Komponenten rund um den Bereich Kommunikationstechnik im Fahrzeug wie auch für den professionellen Funk. Das Produktportfolio ist vielfältig und erstreckt sich über sämtliche Komponenten des Infotainments und Entertainments in Fahrzeugen: Es geht von Freisprechmikrofonen und Telefonfesteinbau über universelle Freisprecheinrichtungen mit Wechselcradle oder Bluetooth-Verbindung bis zur Anbindung von externen Kommunikationselementen.

Das international ausgerichtete Familienunternehmen unter der Leitung des heutigen Firmeninhabers Andreas Peiker hatte sich anfangs auf die Entwicklung bzw. Fertigung von HiFi-Mikrofonen und Kommunikationslösungen für den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV), die Konferenztechnik sowie auf den professionellen Mobilfunk (PMR) spezialisiert. Mit langjähriger Erfahrung auf dem Gebiet der Akustik steht der Name des Unternehmens heute als Qualitätssiegel. Von Beginn an haben Kompetenz, Erfindergeist sowie die Entwicklung neuer Technologien die Tradition von peiker entscheidend geprägt und dank der zukunftsorientierter Produktkonzepte und dem Know-how zu einer Spitzenstellung im Markt verholfen. Wegweisende Entwicklungstechnologien wie sprachgesteuerte Bediensysteme für Telefon, Radio und Navigation unterstreichen das Potenzial. Neben dem Vollsortiment auf dem Sektor der Mobilfunkintegration in Fahrzeugen ist das Standardprogramm für den professionellen Mobilfunk in Form von Handapparaten, Mikrofonen und Lautsprechern nicht zu vergessen, das durch die Unternehmenstochter pei tel in Berlin/Teltow vertrieben wird. Die Firmenkultur wurde von stetiger Expansion und der Erschließung neuer Industriezweige begleitet, so dass die Unternehmensgruppe heute Tochtergesellschaften in Frankreich, Mexiko sowie in den USA und insgesamt ca. 520 Mitarbeiter zu sich zählen kann. Am Hauptsitz in Friedrichsdorf bei Frankfurt/Main sind derzeit 445 Mitarbeiter inklusive rund 100 Entwicklern damit beschäftigt, die Stellung im Markt kontinuierlich weiter auszubauen. Zu den herausragenden Stärken der Unternehmensgruppe zählt die Fähigkeit, den technologischen Fortschritt mit Schnelligkeit und Flexibilität in Einklang zu bringen.

Für die Fertigung der Erzeugnisse wird ausschließlich modernstes Equipment verwendet. So finden sich in der mechanischen Konstruktionsabteilung leistungsfähige 3D-CAD-Programme, während in der Entwicklung nur Hardware- und Softwareentwicklungstools zum Einsatz kommen, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Automatisierte Bestückungslinien sowie eine eigene Kunststoffspritzerei sind weitere Faktoren, den Prozess von der Idee bis zur Realisierung zu optimieren. So ist das Unternehmen stets in der Lage, auch individuelle Kundenwünsche in kurzer Zeit zu verwirklichen. Höchste Ansprüche an Beratung, Fortschritt, Qualität und Design sind die ständigen Begleiter. Strenge Kontrollen, mehrfache TÜV-Zertifizierungen und kontinuierliche Verbesserungsprozesse dokumentieren den Status als Premiumlieferant der Automobilbranche. Alle Produkte sind speziell auf die jeweiligen Bedürfnisse der Kunden angepasst, auch anspruchsvolle kundenspezifische Sonderlösungen werden in kurzer Zeit konzipiert und serienreif gemacht – Maßanfertigung auf höchstem Niveau. Ein Slogan, der sich wie ein roter Faden durchs Unternehmen zieht und auch nicht vor der SMD-Fertigung halt macht. Um eine stets hohe Qualität zu erhalten, sind hier 3D-SPI-Systeme von Koh Young erfolgreich im Einsatz, auf die im Folgenden detaillierter eingegangen wird.

Seit über 20 Jahren mit der SMD-Bestückung vertraut, muss auch das Unternehmen den ständig wachsenden Anforderungen gerecht werden. Und hier kommt Gerd Koschnick als Leiter der SMD-Produktion mit ins Spiel: „Den kritischsten Prozess sehe ich im Schablonendruck. Da die Miniaturisierung der Bauteile voranschreitet, wird die Kontrolle der kleineren Strukturen immer problematischer. Schließlich dürfen die Öffnungen nicht verstopfen, damit die Paste übertragen werden kann. Anfangs haben wir das durch Sichtkontrolle abgedeckt, d.h. der Bediener der Druckmaschine hat nach jedem Druck die Leiterplatte auf Vollständigkeit geprüft. Das ging jedoch nur solange gut, bis die Stückzahlen nach oben gingen und die Maschinen schneller wurden. Damit war der Zeitpunkt gekommen, dass wir über die erste automatische Kontrolle nachgedacht haben.“ Damals, im Jahr 2000, stand die Messlatte bei 2D-Inspektionsgeräten, welche dann auch zu einer Evaluierung herangezogen wurden. Noch heute findet sich eines der Systeme in der Prototypenlinie des Unternehmens wieder. Doch der Nachteil war schnell ersichtlich, da die 2D-Technologie das Volumen nicht prüfen konnte und auch eine Brückenbildung schwer erkennbar war. Eine Methode, die mit Pseudofehlern behaftet war, und damit auf nicht sehr viel Gegenliebe stieß, da das System einen Fehler anzeigt und der Bediener eine Entscheidung fällen muss zum Go oder No-Go. Insofern wurde im Unternehmen weiter Ausschau nach einer zuverlässigeren Methode, sprich einem System, gehalten. „Und dann kam 2004/2005 Koh Young mit seinem 3D-System in Europa auf den Markt“, fährt Gerd Koschnick fort. „Obwohl das 3D-System anfangs für uns in einer höheren Liga gespielt hat, kamen wir durch die steigenden Anforderungen an Druck und Leiterplatten an den Punkt, darüber nachzudenken. War es früher noch unproblematisch, nachzulöten oder gar Bauteile auszubauen, so ist es heute von Seiten der Kunden nicht mehr erlaubt, aufgrund der sehr empfindlichen Bauteile, zu reparieren. Insofern sind wir ständig gezwungen, den SMD-Prozess vom ersten bis zum letzten Schritt voll durchzuoptimieren. Wir legen hohen Stellenwert auf eine kontrollierte Qualität des Siebdrucks, der möglichst frei von Entscheidungen eines Bedieners, wie im Falle von Pseudofehlern, sein sollte.“

Schließlich sollen die durch den Herstellprozess laufenden Produkte auch bestens beim Kunden funktionieren. Und da kommt einiges zusammen im Zweischichtbetrieb an fünf Tagen in der Woche. Die Lösung wurde im Unternehmen mit den 3D-SPI-Systemen von Koh Young, im Vertrieb bei SmartRep in Hanau, dann gefunden.

Der zunehmende Einsatz von winzigen 0201-Bauteilen und 0,4 mm Pitch, wie sie im Unternehmen gehandelt werden, stellt heute eine der größten Herausforderungen in der Baugruppenfertigung dar. Um höchstmögliche Packungsdichten zu erreichen, müssen die bisherigen Grenzen beim konventionellen Schablonendruck überwunden werden. Diese Bemühungen setzen die optimale Kontrolle und Funktionalität der dafür eingesetzten Pastendrucker voraus. Doch auch das verwendete Material und das Leiterplattendesign müssen höchsten Anforderungen gerecht werden. Der Spezialist in der Kommunikationstechnik arbeitet mit stabilen Fuji-Pastendruckern mit Hohlrakeln, die im Zusammenspiel mit den Koh Young Systemen nun höchste Prozesssicherheit garantieren. „Ein entscheidender Faktor des Gerätes von Koh Young besteht darin“, so Rudolf Niebling, Geschäftsführer von SmartRep, zur Funktionsweise, „dass es nicht zur Fehlerfindung eingesetzt wird und sich auch nicht als dies versteht, sondern dass Prozesse wie der Reinigungszyklus oder andere Druckparameter optimiert werden können. Umfangreiche SPC-Analysen dienen dazu, die Prozesse zu optimieren, Schwachstellen aufzudecken und sorgen für die Vergrößerung des Prozessfensters, so dass schlussendlich eine Nullfehlerstrategie herauskommt.“ So werden in einem Prozess Gerberdaten in eine Datei verwandelt, die für das 3D-Pasteninspektionsgerät lesbar sind. Ebenso werden die Parameter für Gut- bzw. Schlecht-Entscheidungen eingegeben. Und nun kommt die herausragende Eigenschaft des Systems zum Tragen, denn mittels eines Moire-Messverfahrens werden pixelgenau und zu 100 % sowohl die Höhe, das Volumen, die Position, die Form der Pads als auch die Leiterplatten vermessen, womit klare Grenzen gesetzt sind.

Die Messwerte laufen in die Datenbank, der Filter wird über die Messwerte gelegt und geprüft, ob diese gesetzten Grenzen eingehalten wurden. Gerd Koschnick dazu: „Das System bietet äußerst komfortables Arbeiten, denn mussten früher die Daten fast in Handarbeit eingegeben und gehandelt werden, gehört dies heute der Vergangenheit an. Neue Prüfprogramme sind in 5 bis 10 Minuten erstellt – ein nicht unwichtiger Aspekt bei bis zu zehn Produktwechseln am Tag und deren Vielfalt. Nahezu alle unserer 400 verschiedenen Produkte werden über das 3D-System kontrolliert, was uns eine Menge Zeit, respektive Geld, spart. Durch den Einsatz der Systeme von Koh Young haben wir nicht nur Pseudofehler eliminiert, sondern auch keine Probleme mehr beim Druck nicht vollständig planarer Leiterplatten. Des Weiteren wird das System zum Zählen der Druckzyklen verwendet, um eine optimale Funktion der Schablone zu gewährleisten.“ Da der Lotpastendruck ein 3D-Verfahren ist, muss die Messung auch in 3D stattfinden und dient als Konstante zu einem komplexen Prozess und einer Vielzahl an Variablen.

Durch die einfache und schnelle Programmierung der Systeme ist es bereits ab Losgröße 1 unproblematisch einsetzbar. Bei Peiker wird die Software von Itac zum Speichern und Analysieren der Traceability-Daten eingesetzt, wodurch die Kompatibilität zu allen Fertigungsmaschinen sicher gestellt ist. Eine eigene statistische Auswertung zeigt dem Kunden stets direkt und live den genauen Prozessverlauf, ohne dass eine Vorbereitung notwendig wäre. Somit werden Pastenfehler durch Vermessen von Höhe, Fläche und Volumen sofort gefunden und vermieden, der Pastendruckprozess wird durch die unverzügliche statistische Analyse stets innerhalb der Grenzen gehalten und ganz nebenbei noch der Produktwechsel durch die quantitative Kontrolle des Pastendruckprozesses überwacht.

Zeugnis der herausragenden Eigenschaften der Pasten-AOIs des koreanischen Marktführers in der 3D-Pastenmessung ist u.a. die Tatsache, dass heute bereits fünf dieser Systeme in der Fertigung des Kommunikationsspezialisten zu finden sind, drei in Friedrichsdorf, zwei im Werk in Mexiko. So hat sich wieder einmal mehr gezeigt, dass innovative Lösungen in Verbindung mit entsprechendem Service und Beratung zu einer fruchtbaren und gewinnbringenden Zusammenarbeit führen. (dj)

www.smartrep.de, www.peiker.de