Der Artikel zeigt ausgewählte Beispiele für diese Expertise.
Optimierung einer fehlerhaften BGA Baugruppe
Eine BGA Baugruppe eines Kunden ist nicht funktionsfähig. Grund: vielleicht eine vergessene Leitung oder falsch gelegte Verbindung. Für den Kunden ist diese Baugruppe jedoch von so großer Bedeutung, dass nicht eine aufwändige Neuentwicklung, sondern zunächst ein Re-Design nach Problemklärung erwogen wird. Der Dienstleister Kraus wird deshalb beauftragt, die entsprechenden Maßnahmen zur Lösung des Problems zu unternehmen. Das Unternehmen startet – nach Kostenklärung – mit einem ebenso schnellen wie kostengünstigem Ansatz: die zwei erkannten fehlerhaften Leiterplattenpads werden mit Fädeldrähtchen verbunden und die Verbindung ist zunächst erfolgreich hergestellt. Um diesen Rework-Erfolg jedoch abzusichern bzw. den Prozess noch weiter zu optimieren, werden diese Bereiche durch 2D/3 D Röntgenaufnahmen untersucht. Anschließend erfolgt die Optimierungsempfehlung im gemeinsamen Gespräch mit dem Auftraggeber.
Heißgasdüsen durch CNC-Bearbeitungszentrum
Die hohe Wertschöpfungstiefe sichert dem Unternehmen seinen Kunden auch mit modernster CAD/CAM Software und eigenem CNC Fräs- und Bohrzentrum. So produziert die Technik für ganz spezifische Fälle Dipfluxschalen, Bauteiltrays oder Heißgasdüsen. So wurden für besonders schwer zugängliche Bauteile speziell gekrümmte Düsen mit Heißkanal erfolgreich gefertigt. Mit Aufnahmen aus selbstgefrästem Aluminium für die Nutzenbearbeitung von Baugruppen erhöht sich dazu der Durchsatz und die Kosten werden reduziert. Bei Stückzahlen über 200 ist der Wirkungsgrad besonders vorteilhaft. Bei der Herstellung praktisch aller Heißgasdüsen durch das Unternehmen, vermindert sich auch der Lötzyklus auf 1 und spart dem Auftraggeber damit zusätzlich Zeit und Geld.
QFN im Überhang funktionsfähig aufbringen
Auf einer bestückten Leiterplatte ist eine Quad Flat No Leads Package (QFN) so platziert worden, dass ein in einem separaten Schritt platzierter Kühlkörper über dieses Bauteil hinausragt. Damit kann die Anfahrt der Düse nicht wie gefordert, senkrecht erfolgen. Dazu ist die Baugruppe beschädigt und die benachbarten Bauteile (Elko, Sockel….) sind temperaturempfindlich. Zum Rework kann der Kühlkörper nicht mehr entfernt werden, um den nicht mehr funktionsfähigen QFN zu ersetzen. Statt Neufertigung wurde jetzt die Spezialabteilung des Unternehmens beauftragt, ein neues funktionsfähiges QFN aufzubringen – was mittels intern hergestellter gekrümmter Heizgasdüse erfolgreich erzielt wurde.
Auf Kante bestückt
Auf einem flach aufbauenden Luftfahrzeug-Beleuchtungsgerät erwartet ein weltweit agierendes Unternehmen von einem Premium EMS die präzise Platzierung von 18 LED auf der Kante der Leiterplatte. Dabei dürfen Bauteile beim Löten nicht abfallen, keine Solderballs zwischen Pads auftreten und mindestens 75 Prozent der Lotfläche muss mit Lot benetzt sein. Weitere Forderungen waren der Ausgleich etwaiger Fräsunebenheiten und eine eindeutige Reproduzierbarkeit. Nach Auftragserteilung beginnt die das Team des Unternehmens mit den einzelnen Arbeitsschritten:
- Konstruktion einer Vorrichtung für den Lotpastendruck die auch gleichzeitig als Bauteiltray dient, damit die aufgebrachte Lotpaste nicht durch nochmaliges Handling verwischt wird
- Bau einer automatischen Drehvorrichtung zum Platzieren der LED auf der Leiterplattenkante
- Abholung der mit Lotpaste bedruckten LED von dem Bauteiltray und anschließendem Ausrichten der Bauteilpads mit der Landefläche auf der Leiterplattenkante
- Absetzen der LED und automatisches Drehen der Leiterplattendisk um exakt 20 Grad, damit der Einbauplatz für die Bestückung des nächsten Bauteils bereit ist
- Löten in der Dampfphase unter Vakuum, damit eine möglichst porenarme Anbindung der Lötanschlüsse der LEDs gewährleistet ist
- Optische Kontrolle durch Mikroskop
- Hochqualitative Sicherheitsprüfungen/Qualitätsprüfungen durch 100prozentige Röntgenanalyse mit anschließendem Funktionstest
- Erstellung eines Videoclips zur Kundenpräsentation und für interne Schulungszwecke.
Columns für extreme Zuverlässigkeit
Der Auftrag eines Luftfahrtzulieferers lautete: Columns/Säulen “Ceramic Column Grid Arrays“ zu verarbeiten. CCGA Gehäuse zählen aktuell zu den zuverlässigsten Gehäusearten und werden daher in Luft- und Raumfahrt und im Militärbereich eingesetzt. Für das Unternehmen zwar eine Erstaufgabe, aber mit dem vorhandenen Spezialwissen wird mit den Arbeiten für die Integrierte Schaltung begonnen. Auf der Unterseite des Gehäuses befinden sich die säulenartigen Lötanschlüsse aus stark verbleitem Lot. Die so gebildeten Säulen kollabieren die Anschlüsse beim Aufschmelzen des Lotes durch den hohen Bleianteil nicht und garantieren so einen festen Abstand zwischen der Unterseite des Gehäuses und der Leiterplatte. Auch ist die Sichtkontrolle mittels Endoskop durch den höheren Zwischenraum besser möglich. Im Detail wird auf diesen Erkenntnissen jetzt nach folgendem Plan vorgegangen:
- Bedrucken von Lotpaste auf CCGA,
- Platzierung der Columns
- Verlöten der Columns
- Optische Kontrolle der aufgelöteten Columns
- Auflöten der CCGA auf die Leiterplatte
- röntgentechnische Kontrolle und
- nach Gutbefund Auslieferung an den Kunden.
