Inspektionssysteme mit sehr guter Bild- und Datenqualität aus einer Hand

Messtechnikspezialist erhöht Baugruppenqualität durch 3D-Systeme

Anzeige
Die Rohde & Schwarz Messgerätebau GmbH in Memmingen ist das Kompetenzzentrum für komplexe Geräte und Standardsysteme im Unternehmenkonzern. Um in der PCBA-Fertigung die Qualität noch weiter zu erhöhen, wurden unlängst jeweils zwei 3D SPI- und AOI-Systeme von Saki in die Fertigung implementiert.

Die Rohde & Schwarz Messgerätebau GmbH ist eine Tochterfirma des 1933 gegründeten unabhängigen Technologiekonzerns mit Hauptsitz in München. Der Fokus der Tätigkeit liegt auf vier Geschäftsfeldern:

  • Messtechnik – der gesamte Mobilfunk- und Wireless-Sektor wird mit Messgeräten und -systemen für die Entwicklung, Herstellung und Typprüfung von Komponenten und Endgeräten sowie für den Aufbau und die Überwachung der Netze versorgt. Weitere Messtechnikmärkte finden sich in der Automobilindustrie, dem Aerospace- und Defense-Bereich, sämtlichen Sparten der industriellen Elektronik sowie Forschung und Lehre.
  • Broadcast- und Medientechnik – das Angebot umfasst Lösungen für die gesamte Übertragungskette audiovisueller Inhalte, vom Kameraausgang bis hin zur Aussendung über terrestrische Sender, Satelliten oder IP-Netzwerke für Netzbetreiber, Inhalteanbieter, Postproduktionsstudios und Endgerätehersteller.
  • Aerospace, Verteidigung, Sicherheit – in diesem Bereich werden alle Kommunikations-, Aufklärungs- und Sicherheitsprodukte zusammengefasst, welche von den Streitkräften, von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben und Betreibern kritischer Infrastrukturen nachgefragt werden.
  • Netzwerke und Cybersicherheit – dieses Geschäftsfeld stattet Wirtschaft und Behörden mit sicheren WAN-, LAN- und WLAN-Netzwerkinfrastrukturen sowie Produkten zum Schutz von Datenübertragung, Endgeräten und Applikationen aus.

Mit einem engmaschigen Vertriebs- und Servicenetz ist das Unternehmen in ca. 70 Ländern vertreten. Der Exportanteil liegt bei rund 85 Prozent, in Asien sowie Amerika steuern regionale Hubs die Geschäfte. Für einen hohen Qualitätsstandard hält der Konzern den Großteil der gesamten Wertschöpfung im Haus, und fast alle Produkte werden in Deutschland entwickelt. Darüber hinaus nutzt auch die Dependance in Singapur ihre umfassenden Ressourcen, um weltmarktfähige Produkte zu entwickeln, produzieren und vermarkten.

Das unabhängige Privatunternehmen unter Leitung von Christian Leicher und Peter Riedel finanziert sein Wachstum aus eigener Kraft und kann langfristig planen. Zum 30. Juni 2019 betrug die Anzahl der Mitarbeiter 12.000, wovon mehr als 7.000 in Deutschland beschäftigt sind. Der Großteil der Fertigung findet sich in den bayerischen Werken Memmingen und Teisnach sowie im grenznahen tschechischen Vimperk, ergänzt durch Werke in Singapur und Malaysia. Darüber hinaus werden Rundfunksender für den lokalen Markt in China und Brasilien hergestellt.

Kompetenzzentrum Memmingen

Bei der Rohde & Schwarz Messgerätebau GmbH in Memmingen, die 1941 gegründet wurde, sind auf einer Fläche von rund 57.000 m² fast 1.600 Mitarbeiter beschäftigt. Im Unternehmensverbund ist das Memminger Werk zuständig für die Bestückung elektronischer Baugruppen, Mikroelektronik, Endfertigung und Prüfmittelbau der meisten Rohde & Schwarz-Produkte. Mitübernommen werden dabei der Service sowie das Demopool-Management. Das Werk betreibt zudem ein DAkkS-akkreditiertes Kalibrierlabor sowie eine europaweit einzigartige Antennenmesshalle.

In der Baugruppenfertigung haben es die Spezialisten mit jährlich ca. 1.800 verschiedenen Baugruppentypen zu tun. „Bei einer typischen Losgröße von 20 Baugruppen sind sehr häufige Rüstwechsel an der Tagesordnung. Darüber hinaus erfordern die Produkte regelmäßige Änderungen und mit zusätzlich rund 50 bis 60 Neumustern im Monat müssen alle Prozesse sehr flexibel auf die hohe Variantenvielfalt reagieren“, erklärt Gerhard Martl, Leiter Industrial Engineering. Doch das ist bei weitem nicht alles, denn die stark anwachsende Miniaturisierung, gepaart mit der Komplexität der Baugruppen zeigte, dass die Auflösung der Kamerasysteme des bestehenden Inspektionssystems nicht mehr ausreichte. „Baugruppen mit über 4.000 Bauteilen, ein großer Anteil der Größe 0201 sowie Leiterplattengrößen mit 450 mm x 300 mm unterschiedlichster Basismaterialien sind in Bezug auf Verwindungen oder Durchbiegungen sehr schwer zu handeln. Etwa 80 Prozent der Schablonen kommen nicht ohne Stufen aus“, erläutert Gerhard Martl. „Deshalb war für eine qualitativ hochwertige Fertigung ein 3D-Inspektionssystem gefragt, welches uns auch in der nächsten Dekade mit all ihren Herausforderungen noch begleiten sollte und konnte“, so Martl. Die in diesem Bereich gefertigten Baugruppen kommen in Produkten aller vier Geschäftsfelder zur Anwendung.

Qualität ist kein Zufall

Gesucht wurden SPI- und AOI-Inspektionssysteme aus einer Hand bzw. von einem Hersteller, welche neben einer weitaus besseren Auflösung auch schneller sind und eine komplette Datenanalyse leisten sollten. Die vielfältigen Kriterien konnten durch die Systeme der 3Di-Series und 3Si-Series von Saki Corporation in Zusammenarbeit mit dem deutschen Distributor Selecs GmbH erfüllt werden. Die Systeme des japanischen Herstellers sind eine Komplettlösung auf Basis einer einzigen Hardware- und Softwareplattform für SPI, AOI sowie AXI. Vorteile sind neben der Reduzierung von Betriebskosten und den gemeinsam verwendbaren Ersatzteilen außerdem Zeitersparnisse in der Schulung, dem gemeinsamen Prüfprozessprogramm sowie derselben Kalibriermethode. Die Systeme garantieren Inspektionsgenauigkeit und Zuverlässigkeit zur Umsetzung einer Smart Factory. Die Hardware ist für eine lange Lebensdauer ausgelegt. Mit einem geschlossenen Regelkreis, einem dualen Servomotoren-Antriebssystem und der starren Portalstruktur sorgt das System für Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messungen. Das optimierte Fördersystem, angetrieben durch Schrittmotoren, ermöglicht ein schnelles Be- und Entladen der Baugruppen. Das vorausschauende und präventive Wartungsmanagementsystem gewährleistet stabile Maschinenzustände und eine wiederholbare, konstante Leistung. Jede Schlüsselkomponente wird überwacht und ein detailliertes Diagnoseprotokoll erstellt. Der optimierte Wartungsplan reduziert Wartungszeiten, Maschinenstillstands- und Arbeitszeiten sowie Kosten.

Vier digitale Multifrequenz-Projektoren liefern genaue 3D-Messungen für qualitativ hochwertige Bilder. Es stehen drei Kameraauflösungsstufen (7 µm, 12 µm, 18 µm) zur Verfügung, um sämtlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden. Die CoaXPress-Schnittstelle in der Overhead-Kamera nimmt 1,7 mal schneller Bilder auf als bei den Vorgängermodellen. Die verbesserte 2D- und 3D-Kalibrierung gewährleistet die Genauigkeit der Höhenmessung. Ein Vierseiten-Kamerasystem garantiert die Inspektion des gesamten Boards einschließlich der toten Winkel und der Bereiche, die von den Overhead-Kameras übersehen werden könnten.

Die spezielle BF2-Software verfügt über eine gemeinsame Benutzeroberfläche für die 3D-SPI-, AOI- und AXI-Systeme des Herstellers. Die Software speichert ein vollständiges 3D-Bild der gesamten Baugruppe, so dass der Bediener Inspektionsdaten erstellen kann, ohne die Baugruppe physisch vorliegen haben zu müssen. Detaillierte Bauteilbibliotheken können automatisch aus den Datenbank- und Stücklistendaten erstellt werden. Die Standardschwellenwerte der Inspektionsdaten entsprechen den IPC-Standards.

Auch ist der Bediener in der Lage, Inspektionsdaten zu bearbeiten, um frühere Gut- bzw. Nichtgut-Bilder oder Fehlerbilder in Echtzeit offline und ohne Produktionsunterbrechung zu überprüfen. Ein Verzug wird automatisch kompensiert. Eine genaue Höhenkarte wird von der gesamten Baugruppenoberfläche erstellt, so dass Fremdkörper sofort erkannt werden.

Der Fujiyama-Algorithmus ermöglicht die komplette Durchgangsprüfung von Lötverbindungen in einem einzigen Schritt und inspiziert gleichzeitig auf weitere mögliche Fehlerquellen.

Kompetente Partnerschaft

Jeweils ein SPI- und AOI-System sind bereits erfolgreich in der Memminger Fertigung integriert, die zwei anderen Systeme sollen bis Ende des Jahres in die Linie implementiert werden. Gerhard Martl verdeutlicht die Vorteile der neuen Inspektionssysteme: „Da wir 1.800 verschiedene Baugruppen jährlich produzieren und die Leiterplatten meist beidseitig bestückt sind, müssen wir mindestens 3.500 Prüfprogramme erstellen. Mit der Lösung von Saki können wir offline debuggen und unsere Baugruppenprogramme anlegen. Und nicht zu vergessen die Pseudofehlerrate: Unser Ziel, die Anzahl der Pseudofehler um 50 Prozent zu reduzieren, war sehr realistisch. Gleichzeitig dürfen wir uns natürlich keinen Fehlerschlupf leisten, in dem wir die Toleranzfenster zu weit öffnen.“ Laut Gerhard Martl ist die Zusammenarbeit sowohl mit Saki als auch Selecs hervorragend: „Wir freuen uns über kompetente Partner, die bei allen Fragen schnell und unkompliziert reagieren.“ (dj)

www.sakieu.com; www.selecs.de;
www.rohde-schwarz.com


Foto: EPP/Doris Jetter

+++ Video-Interview +++

Die steigende Komplexität und Miniaturisierung der Baugruppen bei Rohde & Schwarz in Memmingen erforderte für den Erhalt des
hohen Qualitätsstandards neue AOI- und SPI-
Systeme in die Fertigung zu implementieren. Nach eingehendem Vergleich und Auswertungen wurde mit Saki ein sehr kompetenter Partner
gefunden. Das Video dazu ist unter
http://bit.ly/31Y7FUh.



Hier finden Sie mehr über:
Anzeige

Schlagzeilen

Aktuelle Ausgabe

Titelbild EPP Elektronik Produktion und Prüftechnik 11
Ausgabe
11.2019
LESEN
ARCHIV
ABO

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

productronica

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de