Effiziente Fertigung durch stabile Prozesse

Die Teilnehmer hatten die Wahl zwischen zahlreichen informativen Fachvorträgen und Workshops sowie neuen Elementen wie Tutorials und „Meet the Experts“ für Spezialisten. Zum ersten Mal wurden dafür die Räumlichkeiten des erst neulich erbauten Unternehmensgebäude genutzt.

Murat Günak, Automobildesigner

Keynote-Speech: Otto Auto Autonom

Als gefragter Designer der europäischen Automobilbranche leitete Murat Günak die Designabteilungen von Peugeot, Daimler und dem Volkswagen Konzern. Seit einigen Jahren nun widmet er sich der Gestaltung neuer Fahrzeugarchitekturen mit Fokus auf die Elektromobilität und zeigte seinen Zuhörern Trends zu strombetriebenen Fahrzeugen sowie neuen Mobilitätskonzepten auf. Eine entscheidende Rolle zur Umsetzung dieser Entwicklungen spielt dabei modernste Elektronik. Um zu verdeutlichen, wie schnell dies vonstatten geht warf der Redner einen Blick auf das Jahr 1903 zum ersten Flugversuch der Gebrüder Wright. So zeigte er auf, dass gerade etwas mehr als 60 Jahre dazwischen lagen, bis Neil Armstrong im Jahre 1969 das erste Mal den Mond betreten würde. Was heute noch als Science-Fiction anmutet kann morgen bereits real werden. Die neue Art der Mobilität stellte Murat Günak anhand des Visionbike vor, indem sich die Integration von Automobiltechnik im Fahrrad mit einem neuartigen Ansatz verwirklichen lässt. Hier wurde mit Brose durch intelligente Antriebs- und Verstellsysteme ein völlig neues Konzept beim Fahrradbau umgesetzt. Weiteres Potenzial wird in der zunehmenden Elektrifizierung des Fahrrads gesehen.

Markus Seidl, Deltec Automotive GmbH & Co. KG

Mit SPI, AOI und X-Ray zum stabilen Serienprozess

Um den gewachsenen Ansprüchen an Prozessqualifizierung und Serienüberwachung gerecht zu werden, ist ein ganzheitlicher Blick auf die einzelnen Prozessschritte erforderlich. Der bei Deltec durchgängig angewandte Prüfaufwand ist notwendig, damit die Prozesse qualifiziert und Großserien prozessstabil gefertigt werden können. Zwingend notwendig sind die produktspezifischen Qualifizierungen des Lötprozesses durch X-Ray und AOI sowie des Druckprozesses durch SPI mit den erforderlichen oberen und unteren Eingriffsgrenzen. Nachdem sämtliche Prüfsysteme von Viscom sind, gestaltet sich die Analyse und Prozessqualifizierung durch Kombination der Ergebnisse als sehr einfach. Über die durchgängige Software-Plattform des Systemeherstellers lassen sich die benötigten Daten sowohl programmieren als auch auswerten. Das Fazit des Redners: Viscom ist für Deltec ein starker Partner, mit dem sich Digitalisierung und Verknüpfung von Prüf- und Analysedaten für einen stabilen Serienprozess gut umsetzen lassen.

Prof. Dr. Artem Ivanov, Hochschule Landshut

Temperaturverhalten und Strombelastbarkeit von Bändchen-Bondverbindungen in der Leistungselektronik

Prof. Dr. Artem Ivanov referierte über das Bändchen-Bonden aus der Anwendersicht, wo es sowohl darum ging, die Temperatur eines Bändchens in Abhängigkeit von Stromstärke und Bändchenlänge, als auch die Stromstärken und Temperaturen in Bondverbindungen mit mehreren parallelen Bändchen, richtig abzuschätzen. Dazu präsentierte er das analytische Modell, die numerische Simulation sowie empirische Berechnungsformeln zur Auslegung der Bändchen-Bondverbindungen. Diese erlauben die Abschätzungen für die Temperatur des Bändchens in Abhängigkeit von Stromstärke und Bändchenlänge, den Schmelzstrom für unterschiedliche Bändchenlängen genauso wie den Widerstand der Bondverbindungen in Abhängigkeit von Stromstärke und Bändchenlänge sowie die Stromstärken und Temperaturen in Bondverbindungen mit mehreren parallelen Bändchen. Relevant aus Anwendersicht sind dabei die Verbindungen mit Bändchen bei Hochstrommodulen in der Leistungselektronik sowie in der niederohmigen Verbindungstechnik für Lithium-Ionen-Batterien.

Peter Krippner + Detlef Beer, Viscom AG

Viscom Live-Vorführung: 3D-AOI: ultimativer Durchsatz bei 100 % 3D-Prüfung

Während der Live-Präsentation wurden die Möglichkeiten der Highspeed 3D-AOI S3088 ultra und der neuen S3088 ultra gold für eine wirtschaftliche, flexible und zuverlässige Baugruppeninspektion vorgestellt. Die Systeme ermöglichen durch flexible Konfigurationsmöglichkeiten mit modernster Hochleistungssensorik einen erstklassigen Durchsatz. Das Kameramodul XMplus in der neuen Variante ultra gold garantiert eine gesteigerte Leistungsfähigkeit; in Verbindung mit intelligenten Software-Add-ons (Extended Lifted Lead Detection und integrierte Verifikation) sowie dem Quality Uplink ergeben sich optimale Lösungen für die Baugruppeninspektion und Prozesskontrolle. Der Highspeed-Transport FastFlow Handling sorgt für synchrones Zu- und Abführen der Baugruppe und damit für einen störsicheren, extrem hohen Durchsatz mit einem Baugruppenwechsel von bis zu zwei Sekunden. In Verbindung mit der Highspeed-Sensorik sind extreme Taktzeitanforderungen problemlos erreichbar. Die leistungsstarke 3D-Sensorik arbeitet mit integriertem Streifenprojektor, der Einsatz von bis zu neun Kameras garantiert eine abschattungsfreie 3D-Inspektion. Zusätzlich zur orthogonalen Bildaufnahme sind geneigte Kameraansichten zur zuverlässigen Detektion von Dewetting an QFPs, typischen Fehlern an QFNs und DFNs im Einsatz. Die neue Variante ultra gold ist mit einer Bildfeldgröße von 50 x 50 mm und einer Prüfgeschwindigkeit von bis zu 65 cm²/s auf höchste Durchsatzanforderungen ausgelegt. Als zentrales Feature vereinfacht die integrierte Fehlerverifikation die Reduktion der Pseudofehler und sichert die Null-Schlupf-Strategie. Einfache Bedienung, schnelle Prüfprogrammgenerierung in Verbindung mit leistungsstarken Zusatzmodulen wie Verifikation, Offline-Programmierung und SPC-Auswertung runden das Bild eines zuverlässigen AOI-Systems mit maximaler Leistung auf minimaler Fläche ab.

Henning Obloch, Viscom AG

Viscom-Service: Aktuelle Informationen

Die hohe Verfügbarkeit ist ein wichtiger Aspekt beim Einsatz der Inspektionssysteme und setzt regelmäßige Wartung, Instandhaltung und Kalibration voraus, wozu der Leiter Service, Henning Obloch, die aktuellen Serviceleistungen vorstellte. Der Umbau vorhandener Systeme auf modernste Sensorik ist kein Problem: So kann beispielsweise das AOI-System S6056 ein Upgrade von einer 6M- auf eine 8M-Sensorik erhalten, was einen erhöhten Durchsatz und bessere Bedienung verspricht. Auch können vorhandene Systeme vom Typ S6055-II durch den Umbau von ACS auf EcoVario Achscontroller profitieren. Dafür sorgen eine zukunftssichere und kostengünstige Ersatzteilversorgung, eine stabile, moderne Achsansteuerung sowie gegebenenfalls eine höhere Achsgeschwindigkeit. Zur Minimierung unerwarteter Störfälle existiert ein spezielles Wartungspaket mit allen nötigen Wartungsarbeiten inklusive der Grauwert- und geometrischen Kalibrationen bis hin zur MFU. Die angebotenen Serviceverträge werden mit den Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden abgestimmt.

Helge Schimanski, Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie ISIT

Zuverlässigkeit von Lötstellen keramischer SMD-Komponenten in Abhängigkeit von Padlayout und Lotvolumen

Beim Vortrag von Helge Schimanski ging es um eine Forschungsmaßnahme im Rahmen eines AiF-Projekts, wofür 25 Bauteiltypen mit ca. 380 verarbeitete Leiterplatten, ca. 47.000 gelötete Bauelemente sowie drei Lotpasten untersucht wurden. Eine der Prozessempfehlungen lässt das Überdrucken im begrenzten Rahmen unter Beobachtung von möglichem Tombstoning als sinnvoll erachten.

Bedruckte Flächen unter dem Bauteil sollten nicht über das Leiterplattenpad hinaus vergrößert werden. Bei einer Überdruckung von mehr als 50 % der Padfläche führt dies vermehrt zu Lotperlen- und Kurzschlussbildung, hier sollte stattdessen ein erhöhter Lotpastenauftrag verwendet werden. Als sinnvoll einsetzbares Lot wurde auf das SAC305 verwiesen. SCANGe gilt als gute Alternative dazu, obwohl es sowohl teilweise bessere als auch schlechtere Ergebnisse aufgewiesen hatte. Als wichtiger Einflussfaktor der Ergebnisse wurde das Raumklima genannt, in Zuge dessen die Feuchte und Temperatur im Drucker und Bestücker erfasst wurden.

Volker Pape, Viscom AG

Industrie 4.0 – leere Phrase oder volles Programm?

Der Vorstand von Viscom Volker Pape gab aus seiner Sicht einen Überblick zu Industrie 4.0 und stellte die Möglichkeiten vor, die das Unternehmen dazu bieten kann. Er beleuchtete den Begriff mit praktischem Bezug auf die Elektronikbranche und fokussierte auf die SMT-Fertigung. Seiner Meinung nach ist dieser Begriff unter Marketinggesichtspunkten zwar sinnvoll, doch hätte es die technischen Entwicklungen dahinter wie z.B. die vernetzte Automatisierung oder die intelligente Fabrik auch ohne das Schlagwort Industrie 4.0 gegeben. Das Unternehmen bietet bereits heute intelligente Prüftechnik für die Fertigung elektronischer Baugruppen mit einer vollen Prozesskontrolle durch Systemkommunikation. Wichtig war dem Redner, dass die Mitarbeiter auf dem Weg der weiteren Automatisierung durch Ausbildung sowie optimalen Einsatz als Voraussetzung für die Akzeptanz mitgenommen werden sollten. Er beendete seine Präsentation mit dem Zitat von Henry Ford: „Zusammenkunft ist ein Anfang. Zusammenhalt ist ein Fortschritt. Zusammenarbeit ist der Erfolg“.

M.Sc.Ping Xu, Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen-Nürnberg + Dr.-Ing. Andreas Reinhardt, Seho Systems GmbH

Der Einfluss von Poren auf die Zuverlässigkeit von LED-Lötverbindungen

Der Gemeinschaftsvortrag teilte sich in den Erläuterungen zum Versuchsaufbau durch Dr. Andreas Reinhardt, während Frau Ping Xu die Simulation ihren Zuhörern näher brachte. Die Untersuchungen im Rahmen des BFS-Forschungsprojekts VoReSo werden von der Bayrischen Forschungsstiftung gefördert, gehen über drei Jahre und starteten im Februar 2015. Ziel des Projekts ist die Ermittlung einer Korrelation zwischen der Porenverteilung und der Zuverlässigkeit von Lötstellen. Die Testbaugruppe für die Voruntersuchungen entspricht aktuellen Trends und Anforderungen. Die porenarme Lötverbindungen wurden mittels Überdruck erzeugt, zur Erzeugung unterschiedlicher Porenanteile wurden verschiedene Lötprofile zur Herstellung der Lötverbindungen verwendet, die Porenanteile durch X-Ray klassifiziert. Anhand von Computertomographien konnten die Poren dreidimensional charakterisiert werden, für den aktiven Lastwechseltest werden die Testbedingungen gemäß Norm JESD22-A122 eingesetzt. Ein hoher Porenanteil fördert das Risswachstum, ein niedriger Porenanteil kann dies nur bedingt verhindern. Ungleichmäßige Lotspaltdicke begünstigt das Risswachstum, wobei ein Rissverlauf vermehrt oberhalb im Lot in der Nähe der intermetallischen Phase festzustellen ist. Zur Simulation der thermischen Belastungen der Lötstellen wird während des aktiven Lastwechseltests ein realitätsnahes Modell aufgebaut. Kritische Porenpositionen und -größen konnten aufgedeckt werden. Unter Einsatz von Simulationen können die Planung, Durchführung und Auswertung der Experimente zur Untersuchung des Poreneinflusses unterstützt werden.

Peter Sander, Emerging Technologies & Concepts Germany, Airbus Operations GmbH Hamburg

3D-Druck im zivilen Flugzeugbau – eine Fertigungsrevolution hebt ab

Anhand vieler Beispiele machte Peter Sander deutlich, dass die Technologie des 3D-Drucks längst in der Praxis angekommen ist, da sie nicht nur eine enorme Arbeitserleichterung in punkto Zeitersparnis, sondern auch eine drastische Gewichtsreduzierung darstellt. Die additive Fertigung ist bereits soweit entwickelt, dass die 3D-Revolution längst begonnen hat und sich Teile, die vorher mühsam hergestellt werden mussten, nun sich aus pulverisierten Materialien schichtweise aufbauen lassen. Komponenten entstehen dort, wo sie direkt benötigt werden, ohne auf eine Lieferung warten zu müssen. Die neue Fertigungsmethode „Additive Layer Manufacturing“ ist nicht nur bei Reparaturteilen wie z.B. beim Flugzeugbau angekommen, sondern es lassen sich selbst Häuser, Autos, etc. im 3D-Druck herstellen. Eine eindrucksvolle Präsentation, die zwar futuristisch anmutet und dennoch die herstellende Industrie revolutionieren und verändern wird. (dj)