Wettbewerbsfähigkeit der Elektronikfertigung

5. InnovationsForum 2017

Wettbewerbsfähigkeit der Elektronikfertigung

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Das von EPP und EMSNow veranstaltete InnovationsForum stellt die Zukunftsthemen zur Diskussion, die Elektronikfertiger in Deutschland zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit bewegen. In diesem Jahr lag der Fokus auf einer Null-Fehler-Strategie, denn Qualitäts-produktion gilt als Markenzeichen der deutschen Elektronikfertigung.

Das Tagesprogramm überzeugte mit interessanten Vorträgen über innovative Produkte und Prozesse von 20 Marktführern aus der Branche sowie der humoristischen Keynote zum Thema Innovation. Die begleitende Ausstellung der 28 Partnerunternehmen sowie ausreichende Möglichkeiten zum Networking für die 375 Teilnehmer machte die Veranstaltung erneut zu einem vollen Erfolg.

Keynote: Dr. Oliver Tissot, Lachverständiger / Wortakrobat
Wie man Innovationen mit (Lust)Gewinn machen kann
Lachen hat positive Wirkung nicht nur für den einzelnen Menschen, sondern auch in Wechselwirkung mit anderen sowie auf die ganze Organisation. Der Keynotespeaker zeigte mit ausgewählten Fallbeispielen auf, welche Bedeutung Humor im Wirtschaftsleben hat. Denn zielgerichtet eingesetzt, kann Humor hilfreich zur Erreichung von Unternehmenszielen sein. Die Innovation wird steigen, da man mehr inspiriert ist. Er stellte wirkungsvolle Möglichkeiten vom Führungsverhalten bis hin zur individuellen Arbeitsplatzgestaltung vor, fasste diese zu einer Humorkultur zusammen, um vermehrtes Lachen in Unternehmen anzuregen und zu fördern. Statt sich das Leben durch zu große Ernsthaftigkeit zu verscherzen, sollte auf den Lachverstand nicht verzichten werden – 10 Minuten Lachen sind so effektiv, wie eine Stunde autogenes Training.
Vorträge im Europasaal
Florian Roick, LPKF Laser & Electronics AG
UV Laser PCB Nutzentrennen im Kontext einer Null-Fehler Strategie
Der gezielte Einsatz des UV Laser Nutzentrennens verringert die Ausschussrate im Vergleich zu mechanischen Trennverfahren. Dadurch, dass alle Prozessparameter bekannt, sich einstellen lassen und unter Kontrolle sind, kann das Laserschneiden effektiv genutzt werden. Es besteht die Möglichkeit einer lückenlosen Nachverfolgung sowie autonomen Fertigung. Das UV Laser Nutzentrennen ist bereits eine etablierte Methode zur Fehlervermeidung. Bei richtiger Umsetzung stellt es ein geeignetes Werkzeug zur Umsetzung einer Null-Fehler-Strategie dar.
Stefan Strixner, Zestron Europe
Technische Sauberkeit und Reinheit in der Baugruppenfertigung als Elemente eines 100 % Qualitätsprinzips
Die Baugruppen müssen so sauber sein, dass es zu keiner Beeinträchtigung in deren Anwendungen kommen kann. Für eine effektive Reinigung sollten die Partikelverunreinigungen quantifiziert werden. Die da eingesetzten Messmethoden müssen auch bei der Qualitätsüberwachung ihren Einsatz finden. Letzten Endes ist das Risiko für die Baugruppe individuell zu bewerten, um zu bestimmen, in wieweit welche Reinigung eingesetzt werden sollte. Für die technische Reinheit ist eine manuelle Reinigung nicht empfehlenswert. Klar ist unterm Strich, dass die Anforderungen an technische Sauberkeit ständig zunehmen.
Michael Mügge, Viscom AG
Mit intelligenten Prüfkonzepten die Wettbewerbsfähigkeit sichern
Investitions-, Material sowie Logistikkosten sind weltweit nahezu gleich, dagegen die Personalkosten für Entwicklung, Verwaltung oder Produktion extrem unterschiedlich. Daher ist ein wichtiger Faktor zur Erreichung und Verteidigung der Wettbewerbsfähigkeit die Qualifikation der Mitarbeiter, die sich mit der Entwicklung sowie der Fertigung hochwertiger Elektronikprodukte beschäftigen. Anhand der Fehlermöglichkeiten und Einflussanalyse im Produktionsentwicklungsprozess wurde verdeutlicht, dass eine abteilungsübergreifende Kommunikation – neben den Inspektionssystemen wie SPI, AOI oder AXI in der SMT-Produktion – der Schlüssel zum Erfolg ist.
Martin Scheer, smartTec GmbH
3D-Vermessung auf Knopfdruck – schnell, berührungslos, präzise
Die 3D Qualitätskontrolle als Bindeglied zur Null-Fehler-Fertigung unterscheidet sich in taktile und optische 3D-Messverfahren. Dabei werden Messergebnisse aus optischen Messsystemen meist übersichtlicher und leichter verständlich dargestellt, während es beim taktilen Messen nur selten eine grafische Darstellung gibt. Die optische Messtechnik besitzt ein sehr hohes Zukunfts- und Wachstumspotenzial. Unternehmen, die diese Technologie einsetzen, können wettbewerbsfähiger bleiben. Jedoch ist zur Voraussetzung für eine praktikable und wirtschaftliche Nutzung der 3D-Inspektionssysteme die Digitalisierung mit leistungsfähiger Software notwendig, wozu die Standardsoftware PolyWorks Inspector vorgestellt wurde.
Meik Hauke, Mycronic GmbH
Höchste Präzision und Flexibilität für Kamera Module Assembly & Test Lösungen von AEI
Assistenzsysteme für autonomes Fahren benötigen Sensoren, eine Kombination vieler Technologien und Software, die das Auto befähigen, selbstständig fahren zu können. Gerade bei solch Sicherheitseinrichtungen muss garantiert werden, dass diese einwandfrei funktionieren. Dazu werden Hochpräzisionskameras benötigt, die einen wichtigen Beitrag dazu leisten, dass autonomes Fahren funktioniert. So werten zum Beispiel Kamerasensoren die Bilder aus, um Kollisionen zu vermeiden. Daher ist die Null-Fehler-Strategie bei der Herstellung dieser Kameramodule von hoher Bedeutung. Durch gleichzeitige Ansteuerung von sechs Achsen wird sicher gestellt, dass Sensor und Linse perfekt zusammensitzen, um deren Funktionsfähigkeit zu garantieren.
Emre Batur, Yxlon International GmbH
Industrie 4.0 für Inline-Röntgen
Ergänzend zur Inline-Prüfung ist die Offline-Inspektion durch Röntgensysteme eine effiziente Lösung, um Fehlerausschuss zu vermindern und echte Kontrolle über den Fertigungsprozess zu erhalten. Um nun den Durchsatz zu verbessern, Kosten zu reduzieren und eine echte statistische Prozesskontrolle zu erhalten wurde SmartLink vorgestellt. Durch die präsentierte Lösung wird das Thema Fehlausschuss aus dem Prozess entfernt und es ist eine Echtzeit-Prozesskontrolle sowie -Überwachung möglich. Um eine präzise und kosteneffektive Nacharbeit zu erhalten, ist vollständiges Datenmaterial für die Reparaturstationen verfügbar, auch eine komplette Archivierung und Traceability aller falschen Fehlermeldungen sowie nachgearbeiteter Teile ist realisierbar.
Andreas Gerspach, GPS Technologies GmbH
Null-Fehler-Strategie – Fehlervermeidung versus Fehlerbehebung
Im Qualitätsmanagement wird ein Fehler als ein Merkmalswert definiert, der die vorgegebene Forderung nicht erfüllt. Der Vortrag widmete sich den Fragen, was ist überhaupt ein Fehler, wo entsteht dieser und zu welchen Ursachen führt er. Wie lässt sich ein Fehler überhaupt erkennen und wie sind die Ursachen zu eliminieren. Fehler können im Produktionsprozess wie beim Schablonendruck, Bestücken oder Löten entstehen, aber auch Verunreinigungen jeglicher Art spielen eine große Rolle. Hilfestellung, Regeln bzw. Leitfäden dazu werden in der VDA 19 und auch vom ZVEI bereit gestellt. Sowohl Fehlervermeidung als auch -behebung ist ein kontinuierlicher Prozess, da sich die Eingangsparameter auch mittel- und langfristig ändern, wozu Kaizen oder der kontinuierliche Verbesserungsprozess sehr hilfreich sind.
Harald Eppinger, Koh Young Europe GmbH
Minimale Toleranz: Null-Fehler-Produktion im Wandel der Zeit
Um Produktionsfehler zu vermeiden muss man die einzelnen Prozesse und deren Toleranzen sehr genau kennen. Doch fallen immer mehr Daten auch in der SMD-Fertigung an, deren Informationen zur Prozessverbesserung und Kostenreduktion klug genutzt werden sollten. Mit KSmart-Link ist es möglich, 3D Messdaten der Inspektionssysteme schnell und analyseorientiert so auszuwerten, dass die Baugruppenfertigung vom Druckprozess bis zum Bestück- und Lötprozess nachverfolgt werden kann. Durch Gegenüberstellung der Inspektionsdaten ist eine exakte Ermittlung darüber möglich, wo ein Prozessfehler aufgetreten ist. Insofern ist eine sofortige Korrekturmaßnahme garantiert und der Fehler behoben.
Olaf Römer, ATEcare Service GmbH & Co.KG
Fokus: Null-Fehler-Produktion – „drum prüfe, wer sich ewig bindet…“
In 85 % der Fälle, in denen Kundenanforderungen nicht erfüllt werden, liegen die Fehlerursachen in den Prozessen und Systemen begründet. Jeder weiß, keine Fehler zu machen ist unmöglich. Aber die Fehler zu kennen, zu analysieren, daraus Ideen zu generieren und diese zu eliminieren ist wohl der sinnvollste Ansatz. Ohne Test und Inspektion in der Elektronikproduktion ist der Ansatz nicht erreichbar. Je früher angewandt, desto besser und günstiger sind die Möglichkeiten einzugreifen sowie zu verhindern. Nicht zu vergessen sind die Mitarbeiter, die gut ausgebildet werden sollten, um die Prozesse handeln zu können. Eine Null Fehler Produktion wird es nicht geben, aber Ansätze, keine Fehler zu machen, gibt es jede Menge, und die sind messbar.
Marc Schmuck, Seica Deutschland GmbH
Null-Fehler-Strategie – Eine Utopie oder auch Wunschtraum genannt!
Die Notwendigkeit der Null-Fehler-Strategie wurde demonstriert, da es in 2015 bereits weltweit 25 Milliarden vernetzte Geräte gab, von der Zahnbürste, Waschmaschine bis hin zu den Fahrzeugen oder militärischen Anwendungen. Der Ursprung ist in der Herstellung von Pershing-Raketen zu finden, als der damalige Qualitätsmanager bei der Martin Marietta Corporation, Philip B. Crosby, das Null-Fehler-Programm dazu einführte, was sich auch bei anderen Rüstungsfirmen durchsetzte. Nachdem der Redner mögliche Auswirkungen von Fehlern in unserem Alltag wie z. B. Flugzeugabsturz, aufzeigte, ging es zu den verschiedenen Testmethoden um eben solch Szenarien zu vermeiden. Er ging besonders auf das vertikale Testverfahren ein, wo vier Probes auf jeder Seite eine höchst genaue Messung auf jeder Seite der PCBs ermöglichen.
Vorträge im Württemberg Saal
Jonas Ernst, Fuji Machine MFG. (Europe) GmbH
Das Streben zu 0 PPM. Der neue Stellenwert des Menschen in der Fertigung.
Es sind vier Faktoren, die die Qualität beeinflussen, der Mensch, die Maschine, das Material sowie die Methode. Die Automatisierung der Prozesse nimmt immer mehr zu, nichtsdestotrotz müssen viele Handgriffe noch vom Menschen selbst gemacht werden. Es gibt Einflussfaktoren, die nicht im Vornherein ausgeschlossen werden können, hier ist der Mensch als entscheidende Größe gefragt, unterstützt durch die Software. Unterm Strich gibt es viele technische Finessen, die einen weitestgehend fehlerfreien Prozess gewährleisten. Dabei werden nach Möglichkeit einfache Tätigkeiten automatisiert und der Mensch wird mehr und mehr zum überwachenden Organ mit Unterstützung durch die Software.
Dipl.-Ing.(FH) Ulf Neyka, Yamaha Motor Europe IM
Null-Fehler-Strategie in der SMD Fertigung
Die Null-Fehler-Strategie ist eine kontinuierliche Verbesserungsstrategie, in der japanischen Lebens- und Arbeitsphilosophie als Kaizen bezeichnet, im Rahmen des Total-Quality-Managements. Nach Cosby bedeutet es eine fehlerfreie Produktion, bei der kein Ausschuss erzeugt werden soll und daher keine Nacharbeit notwendig wird. Denn Qualität kostet zwar nichts, aber sie ist nicht geschenkt. Anhand der Total Line Solution zeigte der Redner auf, wie Fehler vermieden werden. Es ist ein Zusammenspiel von gut geschulten Mitarbeitern und der Kommunikation der Maschinen untereinander. Das Feedback sowie Monitoring spielen dabei eine wichtige Rolle, um eine möglichst fehlerfreie Produktion zu erhalten.
Dr. Friedrich W. Nolting, Aegis Software GmbH
Prozessverriegelung mit Dynamischer Stichproben Anpassung – Ein Weg zur Nullfehlerproduktion
Zur Nullfehlerproduktion sollten die Mess-, Prüf- und Kalibrierschritte digital in den Produktionsprozess integriert werden. Denn nur eine frühzeitige Reaktion auf Störgrößen ermöglicht eine Reduktion auf Nullfehler. Intelligente, moderne Maschinen verfügen über selbstregelnde Techniken, um aus bekannten Messgrößen selbsttätig Korrektur-Stellgrößen abzuleiten wie bei Druck- oder Bestückversatz. Für nicht automatisierte Regelkreise sollte zumindest bei allen relevanten Störgrößen eine Software gestützte Prozesskontrolle mit Verriegelung aufgebaut werden. Selbstlernende Systeme erlauben eine dynamische Test- und Prüfanpassung während der laufenden Produktion.
Kevin Wendt, Seho Systems GmbH
Null-Fehlerfertigung im Lötprozess: Qualitätsmanagement durch Qualitätssicherung
Der Vortrag stellte eine prozess- und anlagentechnische Gesamtlösung für einen fehlerfreien THT-Lötprozess vor. Dabei lag das Augenmerk auf die automatische Durchführung sowie Kontrolle der einzelnen Prozessschritte . Die Gründe der Automatisierung liegen in den Kosten, im Qualitätsaspekt sowie der Reproduzierbarkeit bei manueller Nacharbeit. Um eine Null-Fehlerproduktion zu realisieren ist ein modernes Steuerungskonzept mit up-to-date Software für die Maschinenbedienung und Prozesskontrolle notwendig. Mit dem schematischen Aufbau einer Null-Fehler-Fertigungslinie mittels Verifizierplatz und anschließender automatischer Nacharbeit wurde dies verdeutlicht.
Andreas Karch, Indium Corporation
Die Miniaturisierung in der Elektronikindustrie
Hier wurde im Vortrag erläutert, wie verbesserte Eigenschaften moderner Pastensysteme das Prozessfenster im Schablonendruck und Reflowlöten erweitern. Der Redner stellte detailliert eine spezielle Technologie-Plattform für Flussmittel vor, welche hohe Gleichmäßigkeit beim Pastendruck sicherstellt. Dabei maximiert sich das Auslöseverhalten und minimieren sich Abweichungen im Druckvorgang, insbesondere bei kleinen Schablonenöffnungen unter 300 µm Durchmesser. Eine Oxidationsbarriere im Flussmittelsystem verhindert das Re-Oxidieren der Oberflächen während dem Reflowprozess, zudem wird völlige Koaleszenz der Lotpaste und ein sehr niedriges Voiding erzielt.
Michael Windhorst + Michael Hanke, Rehm Thermal Systems GmbH
Zuverlässigkeit im Lötprozess durch innovatives Prozessmonitoring
Ziel beim Löten ist eine hohe Qualität aller Lötstellen, damit eine Nacharbeit unnötig ist. Im Dialog stellten die zwei Redner die ProCap-Software für die VisionX-Serie vor, welche die Stabilität des Reflow-Konvektionslötens für jede einzelne Baugruppe überwacht und eine optimale Prozesstraceability realisiert. So protokolliert das Tool schleichende Veränderungen im Lötprozess mittels Temperatur-Vergleichsmessungen, um jegliche Abweichungen oder Bedienfehler sofort und zuverlässig zu erkennen und zu analysieren. Damit ist ein fehlerfreier Lötprozess sowie eine genaue Dokumentation aller an der Produktion beteiligter Prozesse garantiert.
Matthias Fehrenbach, Eutect GmbH
Clever & Smart – Effiziente Modulkombinationen für anspruchsvolle Lötaufgaben
Aus dem Vortrag ging hervor, dass lösungsorientierte Sonderlösungen in der Elektronikfertigung vorteilhaft sind. Sie bieten den Anwendern neue Möglichkeiten, um die Produktion nicht nur zu optimieren, sondern auch die Effizienz zu steigern. Die modulare Bauweise der Anlagen kommt auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugute. Die individuell auf Kunden und Anwendung abgestimmten Lötkonzepte realisieren verbesserten Qualitätsstandard neben deutlich geringer Ausschussquote bei gesenkten Gesamtfertigungskosten, um die Wettbewerbsfähigkeit weiter auszubauen.
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Friedrich, Ersa GmbH
Null-Fehler-Strategie: Realisierbar oder Wunschdenken?
Qualitätsmängel können zum Feldausfall führen, im worste case mit dramatischen Folgen. Doch zum Nachweis von Null Fehler sind bedenklich viele Proben erforderlich. Gerade in der Löttechnik sind die Einflussgrößen vielfältig und eine Vielzahl qualitätsbestimmender Merkmale elektronischer Baugruppen fließen hier zusammen. Fehlerursachen lassen sich nur dann ermitteln, wenn sie als physikalische Größen messbar sind. Grundsätzlich gilt, eine Annäherung an die Null Fehler Grenze ist kosten- und arbeitsintensiv. Dazu ist die Qualität der Lötstellen von Einflussfaktoren abhängig, die schwer messbar sind. Doch sind Lösungen verfügbar, um eine Vielzahl von Fehlerquellen rechtzeitig zu erkennen und gegensteuern zu können.
Corne Hoppenbrouwers, Alpha Assembly Solutions
Fehlerfreies Drucken mit Paste
Der Vortrag konzentrierte sich auf den Druckprozess, welcher für 60 % der Fehler am Prozessende verantwortlich ist. Die optimale Kombination der richtigen Auswahl an Lotpaste (Hauptgrund für Druckfehler), Schablone sowie Metallrakel kann ein Druckergebnis dabei bedeutend verbessern. Das Lotpastenvolumen führt zu den häufigsten Fehlerbildern, was sowohl an der Lotpastenkonsistenz als auch der Schablone seine Ursachen haben könnte. So wurde ein spezieller Schablonentyp des Unternehmens vorgestellt, der eine gleichmäßige Spannung vorweist, was zu weniger verschmierter Paste führt und die Schwankungen der Beschichtungsmenge reduziert. Der Schlüssel zum Erreichen einer Null-Fehler-Strategie liegt in der optimalen Kombination von Paste und Schablone.
Michael Zahn, Christian Koenen GmbH
High Tech Materialien für den Schablonendruck
Zuerst wurde die Historie der Schablonenmaterialien beleuchtet. Um bei fortschreitender Miniaturisierung fertigungstechnisch Schritt halten zu können, sind innovative Schablonenmaterialien wichtig. Vorgestellt wurde Nanovate Nickel, das gegenüber herkömmlichen Materialien ein verbessertes Pastenauslöseverhalten durch kleinere Korngrößen aufweist, eine bessere Abdichtung des Druckdepots durch schärfere Schnittkanten auf der Leiterplattenseite bietet und durch sehr glatte Oberflächen einen verbesserten Selbstreinigungseffekt hat. Daneben ermöglicht das Material eine längere Nutzungszeit durch verbesserte Härte sowie Duktilität und verhindert ein wellig werden der Schablone bei unebenen Leiterplatten. (dj)
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