1-2021
Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement
Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement
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Februar/März/April 1/<strong>2021</strong> Jahrgang 15<br />
Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion<br />
Permanente Inventur mit DAGE Assure<br />
Nordson, Seite 16
Editorial<br />
Lichtblicke und Hoffnungsschimmer<br />
Die deutsche Politik in Corona-Zeiten erscheint mir zwiespältig: Einerseits begrüße<br />
ich grundsätzlich den „Lockdown“ (auf Deutsch: Ausgangssperre), weil auch ich bei<br />
unsicherer Lage lieber einen Schritt zu weit in Richtung Sicherheit gehen würde, als<br />
mit dem Feuer zu spielen. Andererseits erscheint mir die Ausgestaltung der politischen<br />
Maßnahmen teilweise dilettantisch. Dies besonders in wirtschaftlicher Hinsicht.<br />
Ing. Frank Sichla<br />
electronic fab<br />
So war mir die Absenkung der Mehrwertsteuer von Anfang an unverständlich.<br />
Denn da es Verlierer und Gewinner der Corona-Krise gibt, kann man nicht nach dem<br />
Gieskannenprinzip vorgehen. Wie meine Tageszeitung berichtet, wollte man damit<br />
den Konsum ankurbeln. Eine ziemlich abwegige Idee bei zeitweise geschlossenen<br />
Läden! Das bittere Resultat: Die Konsumausgaben lagen nur 0,6% höher als im Vorjahr,<br />
während 20 Mrd. weniger Steuern eingenommen werden. Die fehlen jetzt, um den am<br />
meisten Betroffenen zu helfen.<br />
Man hört aus der Politik häufig das rhetorisch eindrucksvolle Wort „Solidargemeinschaft“.<br />
Eine solche scheint es jetzt in Deutschland jedoch nur für Großkonzerne wie TUI oder<br />
Lufthansa zu geben. Denn Einzelhändler, Gastronom und Künstler dürfen nur kleine<br />
Darlehen beantragen.<br />
Dennoch gibt es Lichtblicke und Hoffnungsschimmer. Ich muss gar nicht weit schauen,<br />
nur bis zur Landeshauptstadt Dresden in 50 km Entfernung:<br />
Da erhält das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik Dresden den<br />
Deutschen Zukunftspreis 2020, weil es daran mitgewirkt hat, dass EUV-Lithographie<br />
(Extreme UV) Türen ins digitale Zeitalter öffnet. Die optische Lithographie gilt seit<br />
über 40 Jahren als Schlüsseltechnologie für die Fertigung von Mikrochips. Die neue<br />
Entwicklung hin zur EUV-Lithographie erweiterte jedoch die Grenzen des klassischen<br />
Verfahrens um ein Vielfaches.<br />
Da wird die bei Dresden ansässige Firma ADZ Nagano für den Wirtschaftspreis<br />
„Sachsens Unternehmer des Jahres“ nominiert. Vor dem Firmengebäude wehen stolz<br />
die deutsche, die sächsische und die japanische Flagge, letztere wegen der Beteiligung<br />
des japanischen Sensorelemente-Herstellers Nagano Keiki. Innovative Sensoren sind<br />
hier das Geschäftsfeld, gemäß dem Motto „Wir leisten Großes im Kleinen“.<br />
Und da gibt es seit kurzem die HZDR-Ausgründung (Helmholtz-Zentrum Dresden-<br />
Rossendorf) NorcSi, welche sich mit der Entwicklung einer Siliziumanode für<br />
Hochleistungsakkus beschäftigt. Mit dieser patentierten Technologie verspricht man<br />
sich eine Steigerung der Energiedichte bei Lithium-Ionen-Akkus um mehr als 40%.<br />
Das würde eine entsprechend erhöhte Reichweite von Elektroautos bedeuten.<br />
Ich zolle den Menschen, die hinter solchen Entwicklungen und Fortschritten stehen,<br />
mehr Respekt als manchen Politikern in den Landtagen und im Bundestag.<br />
Ing. Frank Sichla, electronic fab<br />
1/<strong>2021</strong><br />
3
Inhalt<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Aktuelles<br />
8 Künstliche Intelligenz<br />
11 Materialien<br />
12 Produktion<br />
16 Produktionsausstattung<br />
22 Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
39 Beschichten/Lackieren/Vergiessen<br />
40 Dosiertechnik<br />
47 Löt- und Verbindungstechnik<br />
48 Lasertechnik<br />
50 Komponenten<br />
52 Software<br />
54 Verpacken/Kennzeichnen/<br />
Identifizieren<br />
55 Dienstleistung<br />
Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion<br />
Februar/März/April 1/<strong>2021</strong> Jahrgang 15<br />
Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion<br />
Permanente Inventur mit DAGE Assure<br />
Nordson, Seite 16<br />
Robotergreifer mit<br />
integrierter<br />
Messfunktion<br />
Zum Titelbild<br />
Permanente Inventur,<br />
aber vollautomatisch!<br />
Die DAGE-Assure-Flex-Serie von<br />
Nordson besteht aus mehreren<br />
Automatisierungsmodulen, die flexibel<br />
und bedarfsorientiert kombinierbar sind.<br />
Diese Lösung ist jederzeit stufenweise<br />
ausbaubar. 16<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
Tel.: 06421/9614-0,<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Ing. Frank Sichla<br />
electronic-fab@beam-verlag.de<br />
• Anzeigenverwaltung:<br />
beam-Verlag<br />
Myrjam Weide<br />
m.weide@beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-16, Fax: -23<br />
• Erscheinungsweise:<br />
4 Hefte jährlich<br />
• Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck + Auslieferung:<br />
Brühlsche Universitätsdruckerei<br />
Hinweis:<br />
Der beam-Verlag übernimmt, trotz<br />
sorgsamer Prüfung der Texte durch<br />
die Redaktion, keine Haftung für deren<br />
inhaltliche Richtigkeit. Alle Angaben<br />
im Einkaufsführerteil beruhen auf<br />
Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchs namen,<br />
sowie Warenbezeichnungen<br />
und dergleichen werden in der<br />
Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet. Dies berechtigt nicht<br />
zu der Annahme, dass diese Namen<br />
im Sinne der Warenzeichen- und<br />
Markenschutzgesetzgebung als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann<br />
ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Die Roboter-Workstation von SI<br />
vereint UR-Roboter und<br />
Präzisionsgreifer NSR-PG,<br />
die gleichzeitig als<br />
digitale Messschieber fungieren. 12<br />
4 1/<strong>2021</strong>
Berührungslose<br />
Geschwindigkeitsmessung<br />
und industrielle<br />
Digitalisierung<br />
Die neueste Generation der laserbasierten<br />
Längen- und Geschwindigkeitssensoren von Polytec<br />
ProSpeed LSV-2100 erfüllt nicht nur die höchsten<br />
messtechnischen Ansprüche an Genauigkeit<br />
und Zuverlässigkeit, sondern kann durch ihr<br />
umfangreiches Schnittstellenkonzept auch flexibel in<br />
jede Prozessumgebung integriert werden. 32<br />
Management von IoT-<br />
Sicherheitsmechanismen<br />
Data I/O vereinfacht den IoT-Sicherheitsprozess mit der Deploymentas-a-Service-Programmiereinheit<br />
SentriX Security und dem Creator-<br />
Softwaretool. 52<br />
Neues Laserdioden-<br />
Testsystem<br />
Die VX Instruments GmbH als<br />
Entwickler und Hersteller von<br />
hochpräzisen und schnellen<br />
Messgeräten erweiterte<br />
ihr Produktportfolio um das<br />
Laserdioden-Testsystem<br />
LTS8620. Es handelt sich um ein<br />
integriertes PXI-Testsystem für die<br />
umfangreiche Charakterisierung<br />
von Laserdioden anhand ihrer LIV-<br />
Kennlinien. 31<br />
Versiegeln und kleben aufs Gramm<br />
genau<br />
Mit dem Tartler-Dosiermischkopf LV 2/2 mit integrierter Wägezelle<br />
lassen sich punktgenau niederviskose Mischungen in winzigen<br />
Schussmengen auftragen. 40<br />
1/<strong>2021</strong><br />
5
Aktuelles<br />
Katek übernimmt die Leesys-Gruppe in Leipzig<br />
Rainer Koppitz, CEO der Katek Group, rechts das Leesys-Werk in Leipzig<br />
Die Katek SE, der zweitgrößte<br />
deutsche Elektronikdienstleister,<br />
übernimmt die Leipziger Leesys-<br />
Gruppe. Damit setzen die Münchner<br />
ihren Wachstumskurs weiter<br />
fort. Die Finalisierung der Transaktion<br />
ist für den Beginn des nächsten<br />
Jahres geplant und steht unter<br />
dem Vorbehalt der Zustimmung<br />
der Kartellbehörden, einer breiten<br />
Zustimmung der Mitarbeiter<br />
zum Übergang und dem Abschluss<br />
eines Haustarifvertrages, der den<br />
Standort Leipzig dauerhaft wettbewerbsfähig<br />
hält.<br />
Leesys ist seit Jahren am Markt<br />
erfolgreich unterwegs, hat aber<br />
aufgrund des Umsatzeinbruchs<br />
zweier Großkunden im Krisenjahr<br />
2020 die Insolvenz in Eigenverwaltung<br />
eröffnet. Katek übernimmt im<br />
Zuge der Transaktion:<br />
• den Elektronik-Standort Leipzig<br />
mit knapp 250 Mitarbeitern sowie<br />
alle Verpflichtungen aus dem laufenden<br />
Geschäftsbetrieb mit den<br />
Kunden und Lieferanten,<br />
• den Standort der Leesys in Litauen<br />
• sowie die TeleAlarm-Gruppe mit<br />
Standorten in der Schweiz, den<br />
Niederlanden und Deutschland<br />
und damit einen Marktführer<br />
im Bereich von Hard- und Software-Lösungen,<br />
die älteren Menschen<br />
und Menschen mit körperlichen<br />
Behinderungen helfen, ein<br />
selbstbestimmtes Leben in ihrer<br />
gewohnten Umgebung zu führen.<br />
Dazu Rainer Koppitz, CEO der<br />
Katek-Gruppe: „Leesys, die künftige<br />
Katek Leipzig GmbH, mit ihrer<br />
Tochter TeleAlarm, wird ein weiteres<br />
selbständig geführtes Schnellboot<br />
der Katek-Flotte werden. Wir<br />
freuen uns, dass wir den langjährigen<br />
Geschäftsführer, Dr. Arnd<br />
Karden, überzeugen konnten, seinen<br />
konsequenten Kurs einer wirtschaftlich<br />
nachhaltigen Aufstellung<br />
künftig als Teil der Katek-Familie<br />
fortzusetzen.“<br />
Dr. Arnd Karden, künftiger<br />
Geschäftsführer der Katek Leipzig<br />
GmbH, ergänzt: „Wir freuen uns,<br />
mit der Katek SE einen Partner zu<br />
haben, der es uns ermöglicht, den<br />
erfolgreichen Kurs der letzten Jahre<br />
fortzusetzen. Unsere Kompetenz<br />
im Bereich der Entwicklung und<br />
Produktion kompletter Systeme,<br />
vor allem im Bereich von Automotive,<br />
Industry und Smart City, hat zu<br />
zahlreichen erfolgreichen Projekten<br />
mit unseren Kunden geführt; etwa<br />
bei Produkten für die eMobility wie<br />
Ladetechnologie oder für IoT Anwendungen.<br />
Unseren Kunden, aber auch<br />
unseren Lieferanten und Mitarbeitern<br />
gilt mein Dank für ihre Loyalität<br />
und unser Versprechen, die bisherige<br />
erfolgreiche Zusammenarbeit<br />
fortzusetzen.“<br />
Die Akquisition setzt konsequent<br />
den Kurs von Katek fort, einerseits<br />
im Kernbereich „Elektronikdienstleistung“<br />
weiter zu wachsen und<br />
gleichzeitig neue Kompetenzen im<br />
potenzialträchtigen, anspruchsvollen<br />
Bereich High-Value Electronics<br />
aufzubauen. Hierzu zählt beispielsweise<br />
die TeleAlarm mit ihren<br />
erfolgreichen Lösungen im Health-<br />
Care-Markt.<br />
Katek SE<br />
info@katek-group.de<br />
https://katek-group.de<br />
PCB-Prototyping-Equipment im virtuellen Showroom<br />
LPKF bietet für Fragen rund<br />
um das Leiterplatten-Prototyping<br />
mit dem neuen „Virtuellen Showroom“<br />
eine schnelle und informative<br />
Alternative zu Präsenzmessen<br />
oder dem Besuch des unternehmenseigenen<br />
Demo-Labors.<br />
Für Entwicklungsabteilungen<br />
oder Institutslabore, die ihr PCB-<br />
Prototyping möglichst inhouse<br />
durchführen möchten, hat LPKF<br />
ein komplettes Equipment im<br />
Portfolio: vom Fräsbohrplotter<br />
zum Bohren und Strukturieren<br />
über SMT-Schablonendrucker<br />
und Reflow-Ofen bis zur Lasermaschine.<br />
Dazu hat LPKF einen<br />
virtuellen Showroom aufgebaut, in<br />
dem sich Interessierte entspannt<br />
umsehen und so schnellstmöglich<br />
die passenden Systeme für<br />
ihre Anwendungen finden können:<br />
https://product-showroomdq.lpkf.com.<br />
Neben dem bereits seit Jahren<br />
bewährten Sortiment lassen sich<br />
insbesondere die erst kürzlich auf<br />
den Markt gebrachten Systeme<br />
und innovativen Softwarelösungen<br />
in vier thematisch gegliederten<br />
Räumen kennen lernen:<br />
• PCB Basic Line<br />
• Multilayer Production<br />
• RF Prototyping<br />
• Micromaterial Processing<br />
In der Showroom-Darstellung<br />
sind die realen Größen der besonders<br />
kompakt gestalteten LPKF-<br />
Laborsysteme gut zu erkennen.<br />
Technische Informationen zu den<br />
einzelnen Systemen sind ebenso<br />
abrufbar wie Demo-Videos zu den<br />
Anwendungsbereichen – alles in<br />
englischer Sprache. So lassen<br />
sich viele Fragen rund um das Leiterplatten-Prototyping<br />
schnell klären.<br />
Für eventuell offen gebliebene<br />
Fragen sowie konkrete Anwendungsmöglichkeiten<br />
stehen die<br />
Mitarbeiter des Unternehmens<br />
gern zur Verfügung.<br />
LPKF<br />
Laser & Electronics AG<br />
www.lpkf.de<br />
6 1/<strong>2021</strong>
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Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen &<br />
Deep Learning<br />
Bildquelle:<br />
www.alexanderthamm.com/de/blog/machine-learning-ultimative-ratgeber/<br />
Künstliche Intelligenz<br />
Ob es wirklich einmal soweit kommen wird, wie der Computer-Pionier Alan Turin 1951 prophezeite, dass<br />
Maschinen die Kontrolle auch über uns Menschen übernehmen? Fakt ist: Die Entwicklung Künstlicher Intelligenz<br />
(KI) hat sich in letzter Zeit stark beschleunigt.<br />
Künstliche Intelligenz (Artificial<br />
Intelligence) bettet, wie die Aufmachergrafik<br />
illustriert, Machine Learning<br />
und Deep Learning ein.<br />
Hardware wurde immer besser...<br />
Ein Hauptgrund für diese Entwicklung<br />
sind die immer günstigeren und<br />
leistungsfähigeren Prozessoren,<br />
die mittlerweile enorme Rechenleistungen<br />
vollbringen. Das Mooresche<br />
Gesetz besagt,<br />
dass sich die<br />
Anzahl an Transistoren,<br />
die in<br />
einen integrierten<br />
Schaltkreis festgelegter<br />
Größe<br />
passen, im Zeitraum<br />
von ein bis<br />
zwei Jahren verdoppeln. Also ein<br />
exponentieller Anstieg, dessen<br />
Wucht das menschliche Gehirn<br />
nicht fassen kann (man denke an<br />
die Fabel vom Schachbrett und den<br />
Reiskörnern).<br />
Gordon E. Moore gründete 1968<br />
mit Kompagnon den Chip-Hersteller<br />
Intel. Moores Annahme bestätigte<br />
sich bis vor einigen Jahren, allerdings<br />
mehr in der Form, dass sich<br />
die Prozessorleistung alle etwa 18<br />
Monate verdoppelt hat. Dies sollte<br />
man trotz des atemberaubenden<br />
Anstiegs nicht überbewerten, denn<br />
sehr wichtig ist auch die Geschwindigkeit<br />
von Prozessoren.<br />
Allerdings kam es auch hier<br />
zu beeindruckenden Fortschritten.<br />
Sowohl Komplexität als auch<br />
Schaltgeschwindigkeit profitierten<br />
dabei gemeinsam von den immer<br />
kleiner werdenden Strukturen, also<br />
einer höheren Packungsdichte, als<br />
auch gesenkter parasitärer Kapazitäten,<br />
die elektronische Schaltvorgänge<br />
nun nicht mehr so stark verlangsamen.<br />
Mittlerweile allerdings stockt die<br />
vom Mooreschen Gesetz prophezeite<br />
Entwicklung, weil man an<br />
physikalische Grenzen gestoßen<br />
ist. So meldete Intel im Sommer<br />
2015, dass der Zyklus wohl eher<br />
30 statt 18 Monate dauert. CPUs<br />
werden seit längerem auch nicht<br />
mehr an ihrer Taktrate gemessen.<br />
Mittlerweile ist eher die Anzahl der<br />
verbauten CPU-Kerne maßgebend<br />
für die Geschwindigkeit. Fortschritt<br />
und Effizienzmaximierung wird es<br />
indes weiterhin geben.<br />
... und erschwinglicher<br />
Im Gegensatz zum Mooreschen<br />
Künstliche Intelligenz/Artificial Intelligence<br />
Darunter versteht man alle Programme, die Aspekte menschlicher<br />
Intelligenz nachahmen und automatisieren. Etwa KI im<br />
Kundenkontakt zielt beispielsweise auf Chatbots ab, die im Kundenkontakt<br />
mehr Einfühlsamkeit bieten sollen.<br />
Gesetz ist ein weiterer spektakulärer<br />
Zusammenhang nicht so stark in den<br />
Köpfen der Hardware-Emtwickler<br />
und -Produzenten verankert: Seit<br />
Konrad Zuse 1941 die erste programmierbare<br />
Rechenmaschine,<br />
also den ersten Computer, schuf,<br />
sind die Kosten für das Rechnen<br />
alle fünf Jahre um 90% (also auf<br />
10%) gesunken. also in zehn Jahren<br />
ein Rückgang auf 1%! Deshalb<br />
steckt bekanntlich in jedem Smartphone<br />
mehr Rechenleistung als in<br />
den Computern, die 1969 die erste<br />
Mondlandung unterstützten bzw.<br />
ermöglichten. Und deshalb tobt<br />
auch unter den Chip-Produzenten<br />
ein gnadeloser Preiskampf.<br />
Software hat noch viel Entwicklungspotential<br />
Es sind die aktuellsten CPUs,<br />
die immer komplexere Programme<br />
erlauben. Diese weisen nicht mehr<br />
die bekannte Flexibilität auf, sondern<br />
sind auch in der Lage, selbstständig<br />
zu lernen. Dazu müssen sie<br />
das komplexe neuronale Netzwerk<br />
unseres Gehirns simulieren. Ähnlich<br />
wie bei menschlichen Entscheidungen,<br />
gibt es für Aufgaben, welche<br />
die Software lösen soll, keine<br />
vorprogrammierten Lösungswege.<br />
Stattdessen lernt die Software durch<br />
Versuch und Irrtum und kommt so<br />
zu immer besseren Lösungen.<br />
Das ist eigentlich nicht neu, weil<br />
etwa längst bei Schach-Computern<br />
angewandt, wo alle möglichen<br />
Züge auf Erfolgsaussichten abgecheckt<br />
werden.<br />
Noch vor wenigen Jahren dienten<br />
Maschinen dazu, den Menschen<br />
von körperlich schweren, monotonen<br />
oder bei der Präzision heraufordernden<br />
Tätigkeiten<br />
zu befreien.<br />
Heute rücken nun<br />
parallel dazu auch<br />
maschinelle Denkund<br />
Entscheidungsprozesse<br />
in<br />
den Vordergrund.<br />
Die Maschine soll<br />
dem Menschen also bald auch knifflige<br />
Entscheidungen abnehmen. Wer<br />
das nicht begrüßt, ist sich über die<br />
Schachstellen menschlicher Denkfähigkeit<br />
nicht im klaren. (Der oben<br />
erwähnte Zinseszinseffekt, von Ein-<br />
8 1/<strong>2021</strong>
Künstliche Intelligenz<br />
stein als achtes Weltwunder bezeichnet,<br />
ist hier nur ein Beispiel.)<br />
Künstliche Intelligenz im Alltag<br />
KI hat sich längst als Basis vielfältiger<br />
neuer Anwendungen etabliert.<br />
So basieren digitale Assistenten<br />
wie Echo oder Cortana auf<br />
KI, genauso wie lernende Spracherkennungs-<br />
und<br />
Übersetzungsprogramme<br />
oder die<br />
Algorithmen von<br />
Internet-Suchmaschinen.<br />
Auch<br />
beim autonomen<br />
Fahren, in der<br />
Medizintechnik<br />
oder in der Wehrtechnik<br />
spielen<br />
lernende Systeme<br />
eine immer wichtigere<br />
Rolle.<br />
Wenn man genauer hinschaut,<br />
wird klar: Es gibt kaum mehr eine<br />
Branche, in der die KI nicht schon<br />
oder zunehmend Anwendung findet.<br />
Wirtschaftlich gesehen, hat KI<br />
das Potential zum Wachstumstreiber:<br />
Laut der Unternehmensberatung<br />
McKinsey könnte die globale<br />
Wirtschaftsleistung durch KI bis<br />
zum Jahr 2030 um 1,2% pro Jahr<br />
gesteigert werden. Das klingt nicht<br />
berauschend. Doch nur zum Vergleich:<br />
Die Dampfmaschine brachte<br />
damals nur einen jährlichen Wachstumseffekt<br />
von 0,3%.<br />
„Autonome Dinge“<br />
Schwache und starke KI<br />
Künstliche Intelligenz beschäftigt<br />
sich mit der maschinellen Nachahmung<br />
menschlicher Intelligenz<br />
anhand von Algorithmen. Dabei wird<br />
zwischen der schwachen und der<br />
starken KI unterschieden:<br />
• schwache KI<br />
Die aktuell existierenden Künstlichen<br />
Intelligenzen sind alle<br />
schwach ausgeprägt. Die schwache<br />
KI fokussiert sich auf die Lösungen<br />
einzelner Anwendungsprobleme,<br />
wobei die entwickelten Systeme zur<br />
Selbstoptimierung bzw. zum Lernen<br />
befähig werden. Die aktuellen KI-<br />
Lösungen werden vor allem angewandt<br />
für die digitale Sprach- und<br />
Textverarbeitung (KI-System versteht<br />
Texte und Sprache, kann also<br />
Sprache in Text verwandeln oder<br />
Sprache oder Text übersetzen),<br />
autonome Maschinen (Maschine<br />
kann sich an neue Umgebungssituationen<br />
anpassen und in Echtzeit<br />
lernen) und Mustererkennung<br />
in großen Datensätzen (etwa zur<br />
Steuerung von Infrastrukturen). Man<br />
muss aber genau hinschauen: Viele<br />
Lösungen werden als KI vermarktet,<br />
obwohl sie nur über sehr wenig intelligente<br />
Software verfügten.<br />
sind Objekte wie Drohnen, Roboter und Fahrzeuge. Komplexität<br />
und Reifegrad variieren dabei stark. Für die zunehmend<br />
autonome Technik sorgen vor allem technologische Fortschritte<br />
und Kostensenkungen bei Sensoren, Aktuatoren, Radar-, Lidarund<br />
Kamerasystemen. KI, Machine Learning und Deep Neural<br />
Networks bilden die Grundlage für autonom navigierende<br />
Maschinen – die nächste Generation an Supercomputern und<br />
der 5G-Ausbau sollten diese Entwicklung zusätzlich fördern.<br />
• starke KI<br />
Die starke KI ist nicht nur in der<br />
Lage, rein reaktiv zu handeln, sondern<br />
entscheidet proaktiv und aus<br />
eigenem Antrieb heraus. Das ist<br />
gegenwärtig noch eine Fiktion.<br />
Eine wichtige Rolle bei der<br />
Anwendung von KI etwa in der<br />
industriellen Fertigung sind Trainingsdaten.<br />
KI und Maschinelles Lernen (ML)<br />
Unternehmen investieren derzeit<br />
massiv in die Automation von Prozessen<br />
und Digitalisierung. Damit<br />
lassen sich Vorgänge und Routineprozesse<br />
nicht nur effizienter und<br />
schneller gestalten, sondern ermöglichen<br />
auch signifikante<br />
Kosteneinsparungen.<br />
Dabei verlagert<br />
sich der Fokus<br />
zunehmend auf<br />
dynamische Software-Applikationen,<br />
die mithilfe<br />
neuer Technologien<br />
wie KI oder<br />
Machine Learning<br />
neue und bestmöglich passende<br />
Lösungen für komplexe Problemstellungen<br />
anbieten und damit<br />
auch für schwierige Aufgabenbereiche<br />
geeignet sind.<br />
Unternehmen sollen und wollen<br />
auf Basis historischer Daten und<br />
der Auswertung von Daten aus<br />
verschiedensten Quellen (Predictive<br />
Analytics) neue Erkenntnisse<br />
zu erhalten, mit deren Hilfe sich<br />
Geschäftsprozesse optimieren lassen.<br />
Etwa Routineaufgaben sollen<br />
sich deutlich schneller und effizienter<br />
umsetzen lassen. So lassen<br />
sich etwa Kundenanfragen binnen<br />
Stunden statt Tagen bearbeiten.<br />
Mit der Unterstützung von KI<br />
können auch komplexe Entscheidungsfindungsstrategien<br />
aufgebaut<br />
werden. Dabei<br />
werden für das<br />
Entscheidungs-<br />
M a n a g e m e n t<br />
Daten von IoT-<br />
Sensoren, Geräten<br />
und Robotern,<br />
aus menschlichen<br />
Arbeitsabläufen<br />
oder aus Lieferketten<br />
und Vertriebskanälen<br />
kombiniert und<br />
analysiert. KI und<br />
ML erlauben Lösungen, die sich<br />
insbesondere für Anwendungen<br />
rund um das Trendthema „Industrie<br />
4.0“ eignen.<br />
Machine Learning und Industrie<br />
4.0<br />
Machine-Learning-Marktplätze<br />
werden massiv an Bedeutung<br />
gewinnen, denn diese bieten<br />
Unternehmen die Möglichkeit,<br />
bereits vorgefertigte KI-Modelle<br />
passgenau in ihre Architektur<br />
einzubinden. Machine Learning<br />
wird in bestimmten Bereichen<br />
der Industrie sogar zum Innovationstreiber.<br />
Aus diesem Anlass<br />
stellte Michaela Tiedemann,<br />
Künstliche Neuronale Netze<br />
In dieser Form wurde das Prinzip der Selbstorganisation auf<br />
den Computer übertragen. Die Rolle von Nervenzellen übernehmen<br />
dabei „Knoten“, das sind mathematische Gleichungen,<br />
die eintreffende signale verarbeiten. Das erste KNN hat der US-<br />
Psychologe Frank Rosenblatt 1958 entwickelt. Es enthielt nur<br />
drei Knoten – heutige Netze haben mehrere Millionen davon.<br />
CMO bei der Alexander Thamm<br />
GmbH, fünf Anwendungsfälle<br />
für Machine Learning in der Industrie<br />
4.0 vor (s. www.alexanderthamm.com/de/blog/anwendungsfaelle-machine-learningin-der-industrie-4-0/):<br />
1. Smart Manufacturing: Den Produktionsprozess<br />
besser verstehen<br />
und steuern<br />
„Mit Data-Science-Methoden<br />
wie Machine Learning lassen sich<br />
einzelne Produktionsprozesse neu<br />
betrachten und transformieren. Dazu<br />
werden Daten im Rahmen des Produktionsprozesses<br />
gesammelt und<br />
ausgewertet. Dadurch lassen sich<br />
einzelne Prozesse besser verstehen<br />
und in der Folge optimieren.“<br />
2. Predictive Maintenance: Die<br />
intelligente, vorausschauende &<br />
präventive Wartung<br />
„Bauteile wie Sensoren werden<br />
nicht nur immer kleiner, sie können<br />
auch immer kosten-effizienter eingesetzt<br />
werden. Dadurch wird das<br />
Monitoring von Maschinen immer<br />
interessanter. Viele tausende Messpunkte<br />
innerhalb eines Fahrzeugs,<br />
einer Maschine oder eines ganzen<br />
Maschinenparks können so überwacht<br />
werden.“<br />
3. Optimiertes Energiemanagement<br />
dank maschineller Lernmethoden<br />
„Data-Science-Methoden wie<br />
Machine Learning machen einen<br />
immer komplexer werdenden Energiemarkt<br />
beherrschbar. Damit der<br />
Bedarf immer optimal gestillt werden<br />
kann, ist es nötig, sowohl die<br />
Rahmenbedingungen der Energieerzeugung<br />
genauestens im Blick zu<br />
haben, als auch den voraussichtlichen<br />
Verbrauch. Für diese Aufgabe,<br />
bei der Wissen aus Erfahrung<br />
abgeleitet werden muss, bietet sich<br />
Machine Learning als ideale Lösung<br />
an. Machine-Learning-Algorithmen<br />
helfen dabei,<br />
Nachfrage und<br />
Angebot aufeinander<br />
abzustimmen<br />
oder Anomalien<br />
im Stromverbrauch<br />
zu erkennen.“<br />
4. „Testautomatisierung<br />
2.0“<br />
bringt die Umkehrung<br />
der Verhältnisse bei der Qualitätskontrolle<br />
„Früher wurde die Qualität von<br />
Produkten am Ende des Produktionsprozesses<br />
überprüft. Durch<br />
den Einsatz von Sensortechnik und<br />
durch die kontinuierliche Auswertung<br />
von Daten auf Bauteil-Ebene<br />
kann die Qualität von Werkteilen<br />
während des laufenden Betriebs<br />
überprüft und sichergestellt werden.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
9
Künstliche Intelligenz<br />
Ein Schlüssel zu dieser neuen<br />
Form der Qualitätskontrolle ist der<br />
Einsatz von Machine Learning. …<br />
Besonders im Maschinenbau kommt<br />
Machine Learning in der Industrie<br />
4.0 darum eine immer größere<br />
Relevanz zu.“<br />
5. Autonome Fahrzeuge in Fertigung<br />
und Logistik sind ohne Machine<br />
Learning nicht denkbar<br />
„Durch autonome<br />
Fahrzeuge<br />
werden viele<br />
Systeme innerhalb<br />
der Industrie<br />
völlig neu strukturiert.<br />
… Eines der<br />
prominentesten<br />
Beispiele für die<br />
Transformation des Fertigungsprozesses<br />
durch autonome Fahrzeuge<br />
ist Produktion in der vernetzten<br />
Fabrik. Der exakte Bedarf<br />
an Material und die Bestückung<br />
können perfekt aufeinander abgestimmt<br />
und teilweise automatisiert<br />
werden. Auch der gesamte Bereich<br />
der Logistik kann durch Machine<br />
Learning auf ein völlig neues Niveau<br />
gebracht und so effizient wie nie<br />
zuvor gesteuert werden.“<br />
Auf den Punkt gebracht: Ob Großkonzern<br />
oder mittelständisches<br />
Unternehmen – Machine Learning<br />
in der Industrie 4.0 ist einer der wichtigsten<br />
Trends in den kommenden<br />
Jahren. Die Voraussetzungen für<br />
den Erfolg sind günstige Datenverarbeitung<br />
und Generierung große<br />
Datenmengen. Das sind reale Möglichkeiten<br />
und diese gewährleisten<br />
die optimale Anwendung von<br />
Machine Learning in der Industrie<br />
4.0. Bislang ungenutzte Informationen<br />
werden dadurch Teil der<br />
Wertschöpfungskette und begünstigen<br />
die digitale Transformation<br />
von Unternehmen.<br />
Automated Machine Learning<br />
(AutoML)<br />
Je nach Komplexität und<br />
Umfang der Aufgabenstellung<br />
im Unternehmen lassen sich einzelne<br />
Schritte oder der komplette<br />
Prozess des Machine Learnings<br />
automatisieren.<br />
Automatisiertes maschinelles<br />
Lernen vereinfacht und beschleunigt<br />
den Machine-Learning-Workflow<br />
und ermöglicht einem nach<br />
unten erweiterten Anwenderkreis<br />
das Erstellen von Machine-Learning-Systemen.<br />
Typische Prozessschritte, die automatisiert<br />
werden können, sind:<br />
• Aufbereitung der Daten<br />
• Auswahl geeigneter ML-Algorithmen<br />
• Auswahl eines optimalen ML-<br />
Modells<br />
• Training des Modells<br />
Maschinelles Lernen<br />
heißt, dass Programme selbständig Muster entwickeln, um<br />
ein bestimmtes Problem zu lösen. letztlich ist eine KI aber nur<br />
so gut wie ihr Trainingsmaterial.<br />
• Einsatz/Einbindung in die vorgesehene<br />
Anwendung<br />
• Optimierung von Lieferketten<br />
• ein für Kunden individualisiertes<br />
Online-Marketing<br />
• ein automatisiertes Energiemanagement.<br />
Einen besonderen Schwerpunkt<br />
bilden dabei?fertigende<br />
Betriebe,?Maschinenbauer?und<br />
Unternehmen, die bereits auf die vernetzte<br />
Produktion umgestellt haben.<br />
Als Vorteile von AutoML sind der<br />
geringere zeitliche Aufwand zur<br />
Erstellung eines produktionsreifen<br />
ML-Modells und der reduzierte<br />
Bedarf an Datenwissenschaftlern<br />
und Programmierern für die verschiedenen<br />
Prozessschritte zu<br />
nennen.<br />
Der KI-Markt<br />
Ein wichtiges<br />
Hilfsmittel für<br />
automatisiertes<br />
Machine Learning<br />
ist die Cloud<br />
im Netz. Cloudbasierte<br />
Plattformen<br />
stellen<br />
diverse Services<br />
bereit. Einige der<br />
Lösungen am Markt sind aber<br />
auch für den lokalen Einsatz vorgesehen.<br />
Die Einsatzmöglichkeiten von<br />
AutoML sind vielseitig. Damit lassen<br />
sich beispielsweise Aufgabenstellungen<br />
in den folgenden<br />
Bereichen lösen:<br />
• Bilderkennung/Inspektion<br />
• Verkaufsvorhersagen<br />
• Marketing<br />
• Robotertechnik<br />
• vorausschauende Instandhaltung<br />
(Predictive Maintenance)<br />
steht immer noch am Anfang und hat noch ein starkes Wachstum<br />
vor sich. Eine aktuelle Prognose der International Data<br />
Corporation (IDC) zeigt, dass die Ausgaben für KI-Systeme<br />
im Jahr 2023 97,9 Mrd. USD erreichen werden. Das ist mehr<br />
als doppelt so viel wie noch 2019, wo die weltweiten Ausgaben<br />
bei 37,5 Mrd. USD lagen.<br />
KI, ML und Deep Learning (DL)<br />
„Die in der Anfangszeit der künstlichen<br />
Intelligenz gelösten Probleme<br />
waren für den Menschen<br />
intellektuell schwierig, aber für<br />
Computer einfach zu verarbeiten.<br />
Diese Probleme ließen sich durch<br />
formale mathematische Regeln<br />
beschreiben. Die<br />
wahre Herausforderung<br />
an die<br />
künstliche Intelligenz<br />
bestand<br />
jedoch in der<br />
Lösung von Aufgaben,<br />
die für die<br />
Menschen leicht<br />
durchzuführen sind, deren Lösung<br />
sich aber nur schwer durch mathematische<br />
Regeln formulieren lassen.<br />
Dies sind Aufgaben, die der<br />
Mensch intuitiv löst, wie zum Beispiel<br />
Sprach- oder Gesichtserkennung.“<br />
(Wikipedia)<br />
Soll nun ein Computer Aufgaben<br />
dieser Art lösen, so benötigt<br />
er die Fähigkeit, gewissermaßen<br />
aus der Erfahrung zu lernen und<br />
die ihm über Sensoren zugänglich<br />
gemachte Umwelt in Bezug<br />
auf eine Hierarchie von Konzepten<br />
zu verstehen. Hierbei ist jedes<br />
Konzept durch seine Beziehung zu<br />
einfacheren, also untergeordneten<br />
Konzepten definiert. Der Computer<br />
nimmt damit dem Bediener<br />
die Arbeit ab, Informationen formal<br />
spezifizieren zu müssen. „Die<br />
Hierarchie der Konzepte erlaubt<br />
es dem Computer, komplizierte<br />
Konzepte zu erlernen, indem er<br />
sie aus einfacheren zusammensetzt.<br />
Wenn man ein Diagramm<br />
zeichnet, das zeigt, wie diese Konzepte<br />
übereinander aufgebaut werden,<br />
dann ist das Diagramm tief,<br />
mit vielen Schichten. Aus diesem<br />
Grund wird dieser Ansatz in der<br />
künstlichen Intelligenz Deep Learning<br />
genannt.“ (Wikipedia)<br />
Deep Learning, also mehrschichtiges<br />
Lernen, tiefes Lernen,<br />
ist einer der wichtigsten Trends<br />
innerhalb des maschinellen Lernens,<br />
der zur Autonomie beiträgt,<br />
ist. Bereits in den sechziger Jahren<br />
entstanden in Russland (!) die<br />
ersten Deep-Learning-Systeme.<br />
Deep-Learning-Ansätze aus dem<br />
Bereich des maschinellen Sehens<br />
folgten in den achtziger Jahren in<br />
Japan. Der Begriff Deep Learning<br />
(DL) im Kontext des maschinellen<br />
Lernens wurde erstmals 1986<br />
verwendet, um damit ein Verfahren<br />
zu bezeichnen, bei dem<br />
alle verwendeten, aber verworfenen<br />
Lösungen eines betrachteten<br />
Suchraums aufgezeichnet<br />
werden. Die Analyse dieser aufgezeichneten<br />
Lösungen sollte es<br />
ermöglichen, anschließende Versuche<br />
zu optimieren. Ab 1989 verwendete<br />
man einen DL-Algorithmus<br />
mit dem Ziel, handgeschriebene<br />
Postleitzahlen zu erkennen.<br />
Heute wird DL vorwiegend im<br />
Zusammenhang mit künstlichen<br />
neuronalen Netzen verwendet.<br />
Diese Netze nutzen künstlich<br />
erzeugte Neuronen (Perzeptron),<br />
um Muster zu erkennen. Sie sind<br />
dem menschlichen Gehirn nachempfunden,<br />
in dem die Neuronen<br />
netzartig miteinander verknüpft<br />
sind.<br />
„Deep Learning bezeichnet eine<br />
Methode des maschinellen Lernens,<br />
die künstliche neuronale<br />
Netze (KNN) mit zahlreichen Zwischenschichten<br />
(hidden layers)<br />
zwischen Eingabeschicht<br />
und<br />
Ausgabeschicht<br />
einsetzt und<br />
dadurch eine<br />
umfangreiche<br />
innere Struktur<br />
herausbildet. Es<br />
ist eine spezielle<br />
Methode der Informationsverarbeitung.“<br />
(Wikipedia)<br />
Auf den Punkt gebracht: Eine<br />
der häufigsten Techniken in der<br />
künstlichen Intelligenz ist maschinelles<br />
Lernen. ML ist ein selbstadaptiver<br />
Algorithmus. DL, eine<br />
Teilmenge des maschinellen Lernens,<br />
nutzt eine Hierarchie, um<br />
den Prozess des maschinellen<br />
Lernens durchzuführen.<br />
10 1/<strong>2021</strong><br />
FS
Materialien<br />
Neuartige leitfähige Pasten eröffnen viele<br />
Möglichkeiten<br />
Leitfähige Pasten sind das Rückgrat<br />
jeder gedruckten Elektronik (PE)<br />
und spielen eine wichtige Rolle bei<br />
der Weiterentwicklung dieser Branche.<br />
Seit vielen Jahren dominieren<br />
silberbasierte Pasten diesen Markt<br />
hauptsächlich aufgrund ihrer hohen<br />
Leistung und des Mangels an guten<br />
Alternativen.<br />
Der hohe Preis und die Inkompatibilität<br />
von Silberpasten mit Standardprozessen<br />
für die Elektronikmontage<br />
(speziell dem Löten) stellen<br />
jedoch eine Herausforderung für<br />
den Einstieg neuer Anwendungen<br />
und die höhere Akzeptanz von PE<br />
in der traditionellen Industrie dar.<br />
Frühere wie auch aktuelle Versuche,<br />
kupferbasierte Pasten zu<br />
entwickeln, umfassten Änderungen<br />
an Produktionsanlagen wie photonischen<br />
Sintersystemen oder kundenspezifischen<br />
Trocknern mit reaktiven<br />
Gasen, um die natürliche Tendenz<br />
von Kupfer zur schnellen Oxidation<br />
zu überwinden. Bisher wurden<br />
solche Lösungen von der Industrie<br />
nicht in großem Umfang<br />
übernommen.<br />
Im Jahr 2019 hat PrintCB die<br />
Entwicklung einer neuen Generation<br />
von Kupferpasten abgeschlossen,<br />
die zum ersten Mal mit Standard-Drucklufttrocknern<br />
bei niedrigen<br />
Temperaturen (150 °C), die mit<br />
PET-Folien, Papieren und anderen<br />
akzeptierten Substraten kompatibel<br />
sind, siebgedruckt und ausgehärtet<br />
werden können. Die Verwendung<br />
dieser neuen Kupferpaste erfordert<br />
keine Änderungen an der Produktionsmaschinen<br />
und führt zu einer<br />
mit Silber vergleichbaren Leitfähigkeit<br />
bei geringeren Kosten. Neue<br />
Funktionen wie die Lötbarkeit von<br />
Bauteilen direkt mit der Tinte und<br />
der Betrieb bei hohen Temperaturen<br />
eröffnen neue Möglichkeiten<br />
für die Entwicklung neuer Anwendungen<br />
wie der Hybridelektronik.<br />
CopPair von PrintCB, eine auf dem<br />
Markt befindliche Zweikomponenten-Kupferpaste,<br />
wird von mehreren<br />
PE-Herstellern und Forschungsinstituten<br />
weltweit getestet.<br />
Als Vertriebspartner für dieses<br />
Material in der Region DACH wurde<br />
Fa. Dico Electronic GmbH gewählt.<br />
Technische Daten können über diesen<br />
Partner jederzeit angefordert<br />
werden. Anwendungsfälle und Testergebnisse<br />
liegen bereits in größerem<br />
Umfang vor. Auch können Testmuster<br />
über Dico bezogen werden,<br />
das Material liegt ab Lager vorrätig.<br />
Das Forschungs- und Entwicklungsteam<br />
von PrintCB ist sich der<br />
vielfältigen Anforderungen der PE-<br />
Industrie und der Notwendigkeit<br />
unterschiedlicher Spezifikationen<br />
pro Anwendung bewusst und arbeitet<br />
bereits an der Entwicklung seiner<br />
Produkte der nächsten Generation.<br />
Man möchte die Produkte zeitnah<br />
auf der nächsten Messe, vorstellen.<br />
Merkmale, die sich in der<br />
Entwicklung befinden, wie z.B.<br />
Niedertemperaturverarbeitung,<br />
Flexibilität, Mehrschichtaufbauten,<br />
Komponentenmontage und<br />
andere sollen erstmals vorgestellt<br />
werden, ebenso in PrintCBs<br />
neue Anwendungen wie betriebsbereite<br />
IoT- und Wireless-Geräte,<br />
LED-Arrays, Hybridelektronik und<br />
andere – alle unter Verwendung<br />
der neuen Kupfertintenmaterialien<br />
hergestellt. ◄<br />
Best of 2020<br />
Dico Electronic GmbH<br />
www.dico-electronic.de<br />
1/<strong>2021</strong><br />
11
Produktion<br />
Maßgeschneiderte Montagelösungen für<br />
Hochvolt-Steckverbinder<br />
Hochvolt-<br />
Steckverbinder<br />
sind die<br />
Kernkomponenten<br />
der Elektro- und<br />
Hybridfahrzeuge<br />
Als starker Partner im Bereich Automatisierung<br />
entwickelt und baut die Eberhard AG maßgeschneiderte<br />
Automations- und Montagelösungen<br />
mit flexiblem Automatisierungsgrad<br />
vom integrierten Handarbeitsplatz bis zur vollautomatischen,<br />
verketteten Montagelinie mit<br />
unterschiedlichen Prozesstechnologien. Dazu<br />
gehört seit kurzem eine flexible Steckverbinderfertigung<br />
für Elektro- und Hybridfahrzeuge. Mit<br />
der neuen Montageplattform bietet die Eberhard<br />
AG wirtschaftliche und maßgeschneiderte<br />
Automatisierungslösungen in der Fertigung von<br />
Hochvolt-Steckverbindern für die Anwendungen<br />
im Bereich Elektromobilität.<br />
Skalierbare Stückzahlen, kurze Durchlaufzeiten<br />
und höchste Prozesssicherheit gehören<br />
zu den wichtigsten Anforderungen an die Herstellung<br />
von EV- und HEV-Steckverbindern.<br />
Die Eberhard AG unterstützt seit über 50 Jahren<br />
Elektronikhersteller und Automobilzulieferer<br />
mit kundenspezifischen Lösungen zur Fertigung<br />
von Steckverbindern und anderen elektromechanischen<br />
Komponenten. Bei der Konzeption<br />
der neuen Montageplattform waren die Ziele<br />
sofort klar: maximale Leistung, kurze Zykluszeiten,<br />
hohe Anlagenflexibilität sowie kompromisslose<br />
Zuverlässigkeit und Qualität.<br />
Vom sicheren Zuführen und Teilehandling<br />
über zahlreiche Montage- und Prüfprozesse<br />
bis hin zur Verpackung fertiger Komponenten<br />
umfasst das Produktionssystem alle notwendigen<br />
Schritte, um eine Serienfertigung mit höchstem<br />
Automatisierungsgrad gewährleisten zu können.<br />
Die modulare Bauweise ermöglicht maximale<br />
Zugänglichkeit und einen flexiblen und schnellen<br />
Produktwechsel. Somit ist es möglich, unterschiedliche<br />
Produktvarianten auf einer Anlage<br />
kostengünstig zu produzieren. Das ist ein wichtiger<br />
Aspekt in der Produktionsplanung der Elektronikhersteller,<br />
denn dadurch können nicht nur<br />
Kosten für zusätzliche Anlagen gespart, sondern<br />
auch der Platz in der Produktionshalle<br />
optimiert werden. Aufgrund der hohen Modularität<br />
kann das Montagesystem individuell an<br />
die Kundenanforderungen angepasst werden.<br />
Die Modularität erlaubt es, die Projektdurchlaufzeiten<br />
zu optimieren und so die Zeit zwischen<br />
der Anlagenherstellung und dem Produktionsstart<br />
zu reduzieren.<br />
Die ergonomische Gestaltung erleichtert die<br />
Bedienung sowie Wartungs- und Rüstarbeiten<br />
an der Anlage. Für die optimale Kontrolle und<br />
Überwachung der Produktionsprozesse steht<br />
das Condition Monitoring optional zur Verfügung<br />
und rundet das smarte Automatisierungskonzept<br />
für die E-Mobility-Komponenten ab.<br />
Dank der hohen Modularität und Skalierbarkeit<br />
kann die gesamte Montage auch zum späteren<br />
Zeitpunkt durch zusätzliche Module erweitert<br />
oder mit weiteren Anlagen kombiniert werden.<br />
Mit diesem Ansatz bleiben unsere Kunden<br />
stets wettbewerbsfähig und auf dem aktuellen<br />
Stand der Technik.<br />
Eberhard AG<br />
www.eberhard-ag.com<br />
Robotergreifer mit integrierter Messfunktion<br />
„Automatisieren Sie digitale Dimensionsbestimmung, Datenaufzeichnung<br />
und Handhabung von Teilen. Greifen, vermessen und platzieren<br />
Sie Kleinteile mit nur einer Roboter-Workstation.“ Mit diesen Worten<br />
wirbt die SI Scientific Instruments GmbH für ihre Q-Span-Workstation.<br />
Diese vereint UR-Roboter und Präzisionsgreifer NSR-PG, die<br />
gleichzeitig als digitale Messschieber fungieren. Drei verschiedene<br />
Fingersätze (glatt, hemisphärisch und sphärisch) eignen sich sowohl<br />
zur Bestimmung von Außenabmessungen, wie Durchmesser runder<br />
Teile oder Abstände glatter Oberflächen, als auch von Innendurchmessern<br />
von Teilen mit Loch.<br />
Alle drei Greifer können an einem Roboterkopf befestigt werden,<br />
sodass das Messen mehrerer Dimensionen ohne Ummontieren<br />
gelingt. So lassen sich Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit bei<br />
Messaufgaben steigern.<br />
Die Programmierung des Roboters erfolgt über eine einfach zu<br />
bedienende grafische Benutzeroberfläche, und Daten können sowohl<br />
mit der mitgelieferten Software ausgewertet als auch als CSV exportiert<br />
und statistisch analysiert werden.<br />
Die Greifer unterstützen Kleinteile bis zu 100 g Gewicht und 100<br />
mm Länge bei einer Messauflösung von 2,5 µm und mindestens 15<br />
µm Genauigkeit. Neben einer fertig konfigurierten Workstation ist<br />
auch ein Do-it-yourself-Kit erhältlich, bei dem Beispielteile, -behälter<br />
und -programme mit Standardmessfingern die Erstellung eines individuellen<br />
Systems ermöglichen.<br />
SI Scientific Instruments GmbH<br />
www.si-gmbh.de
Produktion<br />
IoT Displays mit vorinstallierter Zerynth-Lizenz<br />
Bild: ipopba - stock.adobe.com<br />
TRS-STAR GmbH<br />
www.trs-star.de<br />
Bei den IoT-Displays von Riverdi<br />
handelt es sich um LCD-Touchscreen-Anzeigemodule<br />
mit vorinstallierter<br />
Zerynth-Lizenz, die über<br />
Python programmierbar sind.<br />
Die 5 Zoll TFT-Screens verfügen<br />
über einen integrierten<br />
ESP32-Mikrocontroller, der für IoT-<br />
Anwendungen mit geringem Stromverbrauch<br />
und tragbarer Elektronik<br />
entwickelt wurde, so dass eine Verbindung<br />
über WiFi und Bluetooth zur<br />
Cloud ohne externen Controller möglich<br />
ist. Die Auflösung beträgt 800<br />
x 480. Die Ansteuerung des Bildschirms<br />
erfolgt über den Grafikcontroller<br />
Bridgetek BT81x. Somit kann<br />
eine grafische Benutzeroberfläche<br />
dank der zuge hörigen Zerynth-<br />
Biblio thek in relativ kurzer Zeit realisiert<br />
werden.<br />
Das Display ist in den Varianten<br />
Resistive, Capacitive und<br />
uxTouch erhältlich und kann über<br />
zwei MikroBUS-Steckplätze und<br />
zwei Grove-Anschlüsse erweitert<br />
werden. Der Betriebstemperaturbereich<br />
reicht von -20 °C bis +70 °C.<br />
Geeignet sind die Touch Screens<br />
als Mensch-Maschine-Schnittstelle<br />
(HMI) oder zur IoT-Steuerung.<br />
Typische Anwendungen sind in<br />
medizinischen Geräten, in Kassensystemen<br />
und Verkaufsautomaten<br />
sowie in Ladestationen oder Aufzugskabinen.<br />
Auch in Fernbedienungen<br />
mit Videofunktionalität oder<br />
in Laborgeräten finden die Displays<br />
Verwendung. ◄<br />
Best of 2020<br />
Jetzt in unserem Democenter überzeugen<br />
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Die digitale Revolution<br />
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Produktion<br />
Future Operator – HMIs für die digitale<br />
Transformation in vier Schritten<br />
HMI Beispiel mit Composite und IQ Widgets (© Smart HMI / UID)<br />
Autoren:<br />
Andreas Beu<br />
(Managing Director,<br />
Smart HMI GmbH<br />
www.smart-hmi.de)<br />
Hans-Gerd Sodermanns<br />
(Director Business Support<br />
User Interface Design GmbH<br />
www.uid.com<br />
Die digitale Transformation<br />
ist in der Industrie, zusätzlich<br />
noch verstärkt durch die aktuelle<br />
Corona-Krise, ein Mega-Thema.<br />
Sie beschreibt einen tiefgreifenden<br />
Paradigmenwandel, welcher nicht<br />
nur die Unternehmen und deren<br />
Geschäftsmodelle, die Mitarbeiter,<br />
die Hardware, die Software und<br />
die Service-Leistungen beeinflussen<br />
wird. Experten sehen darin<br />
Risiken und Chancen gleichermaßen.<br />
Mensch und Maschine<br />
Der nachfolgende Beitrag fokussiert<br />
ganz konkret die Schnittstelle<br />
zwischen Mensch und Maschine,<br />
das HMI. Denn nirgends sind die<br />
Merkmale eines Produkts für den<br />
Anwender so spürbar oder erlebbar<br />
wie an dem HMI. Dazu kommt<br />
noch, dass sie die Erwartungen<br />
der Nutzer an die Bedienung von<br />
Maschinen- und Anlagen verändert<br />
hat: Verfügbarkeit rund um die Uhr,<br />
Erfüllung in Echtzeit, personalisierte<br />
Bearbeitung und Services, globale<br />
Konsistenz und einer beinahe Null-<br />
Fehler-Toleranz – mit diesen Anforderungen<br />
steigen die Chancen,<br />
aber auch die Risiken. Wie wird die<br />
Zukunft der HMIs also aussehen?<br />
Worauf müssen wir uns innerhalb<br />
digitaler Öko systeme fokussieren?<br />
Was bedeuten diese Erkenntnisse<br />
für das HMI und den<br />
digitalen Operator in<br />
den nächsten fünf bis<br />
zehn Jahren?<br />
HMIs verschwinden<br />
nicht - sie werden<br />
anders<br />
Die erste und durchaus<br />
berechtigte Frage<br />
ist: Wird es in der Produktion<br />
der Zukunft<br />
überhaupt noch HMIs<br />
an den Maschinen und<br />
Anlagen geben? Die<br />
Antwort ist ein klares<br />
„Ja“, denn der Informationsbedarf<br />
des<br />
zukünftigen Operators<br />
wird nicht sinken,<br />
sondern eher steigen.<br />
Trotz intelligenter und digitaler Produktion<br />
sowie mehr Automation werden<br />
immer noch Eingriffe durch den<br />
Menschen erforderlich sein. HMIs<br />
werden folglich nicht verschwinden,<br />
sie werden aber anders: Sowohl der<br />
Entwicklungsprozess als auch das<br />
HMI selbst werden deutlich dynamischer.<br />
Software & Services Eat Hardware<br />
Auch wenn das letztendliche<br />
Ergebnis der digitalen Transformation<br />
Ihnen heute noch nicht<br />
bekannt sein kann, so können (und<br />
sollten) sie heute bereits die ersten<br />
Schritte unternehmen. Dazu müssen<br />
Sie die Digitalisierung als Prozess<br />
verstehen, welcher Ihre Wertschöpfung<br />
zunehmend in Richtung<br />
software-basierter Dienste<br />
und Service-Leistungen verschieben<br />
wird. Diese werden Ihre traditionellen<br />
Geschäftsmodelle erweitern<br />
oder teilweise ersetzen. Nicht<br />
jede neue Technologie oder neues<br />
Geschäftsmodell werden Sie damit<br />
sofort umsetzen können. Unternehmen<br />
müssen ihre personellen und<br />
finanziellen Möglichkeiten ebenso<br />
in Betracht ziehen wie die fortlaufenden<br />
Änderungen am Markt. Aus<br />
diesem Grund empfehlen viele<br />
Experten einen zügigen Start, aber<br />
auch eine schrittweise Vorgehensweise<br />
bei der Digitalisierung.<br />
Und was bedeutet dies für die<br />
Entwicklung Ihres HMI?<br />
Früher wurde das HMI wie ein<br />
Projekt aufgesetzt und entwickelt,<br />
d. h. es wurde eine HMI-Version<br />
konzipiert und weiter ausgearbeitet,<br />
welche dann für zehn Jahre<br />
oder länger eingesetzt wurde.<br />
Dann begann die Entwicklung<br />
der HMI-Version für die nächste<br />
Dekade. Der erste Schritt ist, dass<br />
Sie sich von dieser Sichtweise<br />
lösen. Was heutzutage benötigt<br />
wird, sind lebende Produkte, d. h.<br />
Produkte, die kurzfristig auf Veränderungen<br />
am Markt reagieren<br />
bzw. daraus entstehende Chancen<br />
schnell aufgreifen und umsetzen<br />
können. Zukünftige HMIs müssen<br />
daher agil und kontinuierlich<br />
weiter entwickelt, modifiziert und<br />
optimiert werden, um mit dem<br />
digitalen Wandel Schritt zu halten.<br />
Hierfür sollten Sie dringend<br />
– sofern Sie es nicht bereits getan<br />
haben – agile Entwicklungsmethoden,<br />
wie SCRUM einführen. Diese<br />
sind die Grundvoraussetzung für<br />
den digitalen Wandel.<br />
Zukünftige HMIs sind lebende<br />
Produkte<br />
Heutige HMIs sind oft noch sehr<br />
statisch angelegt. Sie sind gestaltet<br />
für einen definierten Kontext, eine<br />
bestimmte Maschine, eine einzige<br />
Bildschirmgröße und einen festen<br />
Ort. Allenfalls über das Login werden<br />
verschiedene Nutzerrollen<br />
adressiert, welche dann einzelne<br />
Werte oder Funktionen aktivieren<br />
bzw. deaktivieren. Die HMIs der<br />
Zukunft werden aber viel dynamischer<br />
sein. Sie werden überall<br />
und jederzeit in Echtzeit darstellbar<br />
sein, ad-hoc für den jeweiligen<br />
Kontext und Nutzer „komponiert“<br />
werden und sich vollautomatisch<br />
an verschiedene Bildschirmgrößen<br />
und -orientierungen adaptieren.<br />
Die HMIs werden lebende Produkte<br />
sein, d. h. Sie werden – wenn<br />
Sie erfolgreich sein sollen – in den<br />
nächsten Jahren Schritt für Schritt<br />
neue Funktionen und Dienste integrieren,<br />
eventuell sogar dann,<br />
wenn die betreffende Maschine<br />
oder Anlage bereits ausgeliefert<br />
14 1/<strong>2021</strong>
Produktion<br />
Beispiel eines modularen IQ Widgets in verschiedenen Layout-Varianten<br />
(© Smart HMI)<br />
ist (Stichwort „Over-the-Air-Software-Updates“).<br />
Eine starke Kombination: HTML5<br />
und OPC UA<br />
Aus diesem Grund ist der zweite<br />
Schritt eine Technologie-Entscheidung.<br />
Für die Digitalisierung bietet<br />
sich die Realisierung als Web-HMI<br />
an. Dabei können zwei etablierte<br />
Technologien und Standards ideal<br />
kombiniert werden: HTML5 und<br />
OPC UA. Damit lassen sich beispielsweise<br />
sehr hohe Datendurchsätze<br />
in einer robusten, bewährten<br />
und sicheren Architektur realisieren,<br />
wie die Web HMI / SCADA Toolbox<br />
WebIQ demonstriert. Tests haben<br />
gezeigt, dass mehrere tausend Prozessvariablen<br />
auf einer PC-Plattform<br />
nahezu in Echtzeit gespeichert,<br />
überwacht und angezeigt<br />
werden können – inklusive aktueller<br />
Open-SSL-Verschlüsselung. Zusätzlich<br />
bietet OPC UA die Möglichkeit,<br />
Prozessdaten als Objekte zu strukturieren<br />
und anzuzeigen. Strukturen,<br />
die zum Beispiel in einer Steuerung<br />
definiert sind, können über OPC UA<br />
1/<strong>2021</strong><br />
bereitgestellt und vom Web Client<br />
abgefragt werden. Dies ermöglicht<br />
die dynamische Erzeugung einer<br />
HMI zur Laufzeit, basierend auf<br />
hierarchischen Strukturen, wie die<br />
HMI /SCADA Toolbox WebIQ am<br />
Beispiel Ihrer Composite Widgets<br />
demonstriert.<br />
Flexible und responsive HMIs mit<br />
Atomic Design<br />
Der dritte Schritt ist die Anpassung<br />
des HMI-Konzepts und Designs.<br />
Zukünftige HMIs müssen so<br />
konzipiert sein, dass sie eine positive<br />
User Experience vermitteln, problemlos<br />
neue Funktionen und Dienste<br />
aufnehmen und Inhalte dynamisch<br />
arrangieren bzw. automatisch<br />
an unterschiedliche Bildschirmgrößen<br />
bzw. -orientierungen anpassen.<br />
Das Ziel ist, ein individuelles Baukastensystem<br />
für das HMI durch<br />
eine sinnvolle Modularisierung zu<br />
schaffen. Dieser Baukasten beinhaltet<br />
beispielsweise den Applikationsrahmen<br />
für verschiedene Bildschirmformate<br />
(Responsive Design<br />
Template), standardisierte und individuelle<br />
Web Widgets sowie ihre<br />
Design-DNA (Design-Theme). Auf<br />
dieser Basis können Sie dann attraktive,<br />
aber auch konsistente HMIs<br />
schnell und flexibel erzeugen. In<br />
der Web-Welt ist diese Denkweise<br />
schon lange etabliert und wurde von<br />
Brad Frost unter dem Stichwort „Atomic<br />
Design“ beschrieben. Die HMI /<br />
SCADA Toolbox WebIQ hat diesen<br />
Gedanken mit seiner neuen Generation<br />
von webbasierten Widgets,<br />
den sogenannten IQ Widgets, aufgegriffen.<br />
Jedes IQ Widget besteht<br />
nicht nur aus dem eigentlichen<br />
Bedienelement, sondern es beinhaltet<br />
gleichzeitig Beschriftung, Icon<br />
und Einheit. Die unterschiedlichen<br />
Layout-Varianten können durch<br />
einfaches Umschalten ausgewählt<br />
werden. So haben Sie ein Widget<br />
mit ein paar Klicks erstellt und es<br />
sieht sofort gut aus. Das bedeutet<br />
effizientes Engineering.<br />
Der HMI-Baukasten ist ideal<br />
für die Realisierung lebender Produkte,<br />
weil sich einzelne Inhalte viel<br />
schneller hinzufügen, adaptieren<br />
oder entfernen lassen. Bausteine<br />
schaffen die notwendige Elastizität<br />
in der agilen HMI-Entwicklung.<br />
Ein modulares HMI ist außerdem<br />
die Voraussetzung für das Responsive<br />
Design, also die automatische<br />
Adaption des HMI an unterschiedliche<br />
Bildschirmgrößen und -orientierungen.<br />
Die Realisierung eines<br />
Baukastensystems und eines dynamischen<br />
Layouts ist für viele HMI-<br />
Entwickler anfangs sehr ungewohnt,<br />
weil sie sich beim Realisieren des<br />
HMI von etablierten Vorgehensweisen,<br />
z. B. dem festen Positionieren<br />
von Controls an einer xy-Position,<br />
verabschieden müssen. Hier kann<br />
die Zusammenarbeit mit erfahrenen<br />
Web-HMI-Experten helfen,<br />
erste Hürden zu überwinden und<br />
ein initiales Konzept und Design<br />
zu erarbeiten.<br />
HMI Fabrik durch Just-in-Time-<br />
Komposition<br />
Der vierte Schritt ist die dynamische<br />
Erzeugung der HMIs.<br />
Zukünftige HMIs werden ad-hoc im<br />
Moment der Anforderung erzeugt.<br />
Dabei werden die momentane Anlagen-Konfiguration<br />
ebenso berücksichtigt<br />
wie der aktuelle Kontext (beispielsweise<br />
Anzeige eines Fehleroder<br />
Service-Falls), die Information<br />
einer im Hintergrund laufenden<br />
KI oder die individuellen Anforderungen<br />
des Nutzers. Diese Vorgehensweise<br />
ist heutzutage bei vielen<br />
Webseiten bereits Realität (man<br />
spricht von „Hyperpersonalisierung“)<br />
und wird durch die etablierten Content<br />
Management Systeme (CMS)<br />
und dem Einsatz entsprechender<br />
Skripte ermöglicht. Auch bei der<br />
Maschinen- und Anlagenvisualisierung<br />
wird die Just-In-Time-Komposition<br />
des HMI zunehmend eingesetzt.<br />
Allerdings hat nicht jeder Projektierer<br />
oder Inbetriebnehmer das<br />
entsprechendes Programmierwissen,<br />
um die Skripte zu bearbeiten.<br />
Die Lösung sind hybride Systeme,<br />
wie beispielsweise die HMI /SCADA<br />
Toolbox WebIQ, welche einerseits<br />
die dynamische HMI-Erzeugung mittels<br />
Skripten vollumfänglich unterstützt,<br />
aber gleichzeitig eine grafische<br />
WYSIWYG-Entwicklungsumgebung<br />
zur Bearbeitung der Bausteine<br />
und Templates ohne Programmierkenntnisse<br />
anbietet.<br />
Vier Schritte, die Ihr HMI fit für<br />
den digitalen Wandel machen und<br />
die Digitalisierung Ihrer Geschäftsprozesse<br />
beschleunigen. Nutzen<br />
Sie Ihre Chance. ◄<br />
HMI Beispiel mit Composite und IQ Widgets mit Ingenieur<br />
(© Smart HMI / UID / iStock.com/gorodenkoff)<br />
15
Permanente Inventur, aber vollautomatisch!<br />
Wie hoch ist Ihr Materiallogistik-Automatisierungsgrad?<br />
Produktionsausstattung<br />
Die DAGE-Assure-Flex-Serie besteht aus mehreren Automatisierungsmodulen, die flexibel und bedarfsorientiert kombinierbar sind<br />
Nordson Electronics Solutions,<br />
Corp.<br />
DAGE Deutschland GmbH<br />
www.nordson.com<br />
Assure Flex im Einsatz<br />
Lieferengpässe und globale<br />
Abhängigkeiten haben uns in<br />
den vergangenen Monaten nur<br />
allzu deutlich gezeigt, wie wichtig<br />
genaueste Kenntnisse über die eigenen<br />
Materialbestände sind. Wichtig<br />
für eine effiziente Produktion ist<br />
heute: zu jeder Zeit über genaueste<br />
Bestandskenntnisse verfügen und<br />
Einlagern mit geringstmöglichem<br />
Aufwand und ohne wertvolle Ressourcen<br />
zu blockieren. Nordson<br />
geht mit einer langjährigen Erfahrung<br />
in der Röntgentechnologie<br />
nun den nächsten Schritt und entwickelt<br />
auf vielfachen Anwenderwunsch<br />
eine vollautomatisierte<br />
Lösung für die Materiallogistik: Die<br />
DAGE-Assure-Flex-Serie besteht<br />
aus mehreren Automatisierungsmodulen,<br />
die flexibel und bedarfsorientiert<br />
kombinierbar sind. Diese<br />
Lösung ist jederzeit stufenweise<br />
ausbaubar, sodass Kunden ihren<br />
Automatisierungsgrad bequem und<br />
einfach erhöhen können. DAGE-<br />
Assure-Flex-Be- und Entlader führen<br />
die zu zählenden Gebinde vollautomatisch<br />
dem Bauteilzähler zu<br />
und nehmen sie nach der Zählung<br />
wieder auf, um sie dann an<br />
der entsprechenden Stelle einzulagern.<br />
DAGE Assure Flex ist die<br />
16 1/<strong>2021</strong>
Produktionsausstattung<br />
Komplettlösung für jeden Arbeitsablauf,<br />
vom manuellen Einlegen der<br />
Rollen durch den Bediener bis hin<br />
zur bedienerfreien Inline-Zählung.<br />
Vollautomatische<br />
Lagerlösung, vollautomatische<br />
Komponentenlogistik<br />
Assure Flex ist vollständig integrierbar<br />
in eine Reihe von bestehenden<br />
Lagersystemlösungen mit<br />
hoher Kapazität. Die Rollen werden<br />
für eine schnelle, automatische Zählung<br />
auf einem Förderband durchgeschoben.<br />
Mit den stabilen und gut<br />
dokumentierten Software-Schnittstellen<br />
von Assure Flex gelingt die<br />
Integration in neue Lagersysteme<br />
schnell und einfach.<br />
DAGE Assure Flex kann entweder<br />
sofort in ein bestehendes automatisches<br />
Lagersystem installiert werden<br />
oder erst später, wenn sich die<br />
Anforderungen der Kunden in der<br />
Zukunft ändern. Maßgeschneidert<br />
auf spezifische Anforderungen, steht<br />
eine umfassende Palette von Beund<br />
Entladeoptionen für den Standalone-Betrieb<br />
mit hohem Durchsatz<br />
zur Verfügung.<br />
Die Rollen werden von der Anlieferung<br />
bis zur Einlagerung robotergestützt<br />
verarbeitet. Neue Etiketten<br />
werden mit dem DAGE Assure Flex<br />
LA, Label Applikator Modul, automatisch<br />
appliziert und bereits bestehende<br />
Etiketten lassen sich mit den<br />
Zählwerten aktualisieren.<br />
Automatische Barcode-Erkennung<br />
Neue nützliche Soft- und<br />
Hardware-Features –<br />
Automatische Barcode-Erkennung<br />
Verhindern Sie fehlerhafte Eingaben:<br />
Die automatische Barcode-<br />
Erkennung erfasst die spezifischen<br />
Barcode-Formate, die in Ihrem<br />
Betrieb verwendet werden, sodass<br />
andere Barcodes nicht versehentlich<br />
eingegeben werden können.<br />
Die automatische Barcode-Erkennung<br />
hilft, Gebinde entsprechend<br />
individuell festgelegten Regeln zu<br />
sortieren.<br />
Konfigurierbares Reporting<br />
Besonderer Service hierbei: die<br />
lückenlose Dokumentation. Das<br />
Erstellen von Berichten erfolgt<br />
auf Basis von Aufträgen, Bedienern,<br />
Seriennummern, Ergebnissen<br />
oder allen diesen Kriterien.<br />
Konfigurierbares Reporting<br />
Exakte Berichte ermöglichen, die<br />
Nutzung der Maschine zu überwachen<br />
und spezifische Kundenberichte<br />
in einer Vielzahl von Ausgabeformaten<br />
einschließlich CSV<br />
und XML zu erstellen.<br />
Single Slot für eilige Zählungen<br />
Sie wollen schnell mal wissen,<br />
wie viele Bauteile auf der Rolle<br />
sind? Kein Problem. Zu jeder Zeit<br />
kann der automatisierte Zählprozess<br />
unterbrochen werden. Einfach<br />
das eilige Gebinde manuell in<br />
die Single-Slot-Vorrichtung einführen,<br />
der automatische Prozess wird<br />
unterbrochen und nach zwölf Sekunden<br />
wird das Gebinde inkl. Zählergebnisse<br />
ausgegeben. Danach<br />
setzt DAGE Assure Flex den automatischen<br />
Prozess reibungslos fort.<br />
Single Slot für eilige Zählungen<br />
1/<strong>2021</strong><br />
17
Produktionsausstattung<br />
Bauteilzähler DAGE Assure gewinnt GLOBAL Technology Award 2020<br />
Der neue intelligente X-ray-Bauteilzähler von Nordson wurde mit<br />
dem GLOBAL Technology Award 2020 in der Kategorie „ID-Systeme/<br />
Komponentenzähler“ ausgezeichnet.<br />
DAGE Assure Flex ist die zwingende Weiterentwicklung des Standard<br />
Assure. Der Assure Flex verfügt über Inline-Fähigkeiten und<br />
hohe Flexibilität. Von anderen Inline-Systemen unterscheidet Assure<br />
Flex die Konnektivität mit dem sehr einfachen SMEMA-Fördersystem.<br />
Das bedeutet: Jedes Fördersystem oder jedes SMEMA- kompatible<br />
Produkt kann mit DAGE Assure Flex verbunden werden. Dadurch ist<br />
die Maschine hochflexibel und gleichzeitig leicht konfigurierbar, um<br />
den Automatisierungsanforderungen von nahezu allen Fabriken zu<br />
entsprechen, ohne dass eine „Sonderanfertigung“ erforderlich ist.<br />
Wie bei allen früheren Maschinen kann Nordsons DAGE Assure<br />
Flex jede SMD-Rollengröße innerhalb von zehn Sekunden verarbeiten<br />
und zählen. Die automatische Barcode-Detektion mit einer hochauflösenden<br />
Kamera vereinfacht den Logistikprozess zusätzlich.<br />
Der GLOBAL Technology Award zeichnet seit 2005 die vielversprechndsten<br />
Innovationen im Bereich des SMT Packagings aus. Der<br />
prestigeträchtige Wettbewerb bringt SMT- und Packaging-Industrie<br />
zusammen, um die gesamte Branche vorantreiben.<br />
Weitere Informationen finden Sie unter www.globalsmt.net/awards.<br />
„DAGE Assure ergänzt die Test- und Inspektionssysteme von<br />
Nordson und erweitert unser Best in Class Röntgen-Produktportfolio<br />
in der Elektronikindustrie. Wir freuen uns, unser Angebot an<br />
elektronischen Prüf- und Testlösungen zu erweitern.“<br />
Joseph Stockunas, Executive Vice President, Nordson Advanced<br />
Technology<br />
Sie haben die vollständige Kontrolle über den Zähl- und<br />
Einlagerungsprozess<br />
Remote Control Station<br />
Wo immer Sie auch innerhalb<br />
Ihres Unternehmens sind, Sie haben<br />
die vollständige Kontrolle über den<br />
Zähl- und Einlagerungsprozess. Die<br />
Remote Control Station ermöglicht<br />
Ihnen den administrativen Zugang<br />
zu DAGE Assure und den Zugriff<br />
auf Funktionen wie Prüfergebnisse,<br />
Bauteilerkennung, Maschineneinstellungen,<br />
Benutzereinstellungen und<br />
Einstellungen des Strahlenschutzbeauftragten.<br />
Modulare Lösungen für die<br />
Materiallogistik<br />
Nordson Corporation wurde 1954<br />
gegründet mit Hauptsitz in Westlake,<br />
Ohio, und hat Niederlassungen und<br />
Supportbüros in fast 40 Ländern.<br />
Die Tochter DAGE Products – X-ray<br />
Counting befasst sich u.a mit dem<br />
berührungslosen Bauteilzählen auf<br />
Röntgenbasis. Der erste X-ray Bauteilzähler<br />
wurde 2013 als Weltneuheit<br />
dem Fachpublikum vorgestellt.<br />
Das System vereinfacht maßgeblich<br />
und messbar die Materialwirtschaft<br />
in der Elektronikindustrie. Produktivitätserhöhung,<br />
Kostenreduzierung,<br />
Bauteilsicherheit, Aufwandsreduzierung<br />
und der Ausbau der Kundenzufriedenheit<br />
lassen sich mit DAGE<br />
Assure effizient umsetzen. Mittlerweile<br />
hat sich das System weltweit<br />
zur Standardausrüstung in der Industrie<br />
4.0-SMT-Fertigung durchgesetzt.<br />
Die in Eckental bei Nürnberg<br />
ansässige Firma ist auch führend<br />
in der Software-Technologie der<br />
Algorithmik zur exakten automatischen<br />
Zählung von elektronischen<br />
Bauelementen auf Gebinden jeglicher<br />
Art, wie Rollen, Bänder und<br />
Trays. Diese Technologie ermöglicht<br />
eine genaue Bestandsverwaltung<br />
mit Echtzeitanbindung an Fertigungsinformationssysteme<br />
(ERP-<br />
Systeme). Der X-ray Counter hilft,<br />
Materialengpässe zu vermeiden,<br />
Stillstandzeiten von Produktionslinien<br />
und unnötige Bearbeitungszeiten<br />
zu reduzieren, die Lagerverwaltung/Einkaufszyklen<br />
zu verbessern<br />
und die Lagerlogistik zu optimieren.<br />
◄<br />
„DAGE Products – X-ray Counting ist Teil der Produktlinien von<br />
Nordson Electronic Solutions innerhalb des Segments Advanced<br />
Technology Systems von Nordson. Diese Akquisition baut auf den<br />
Erfahrungen des Unternehmens auf, deren strategisches Ziel die<br />
Diversifizierung der Test- und Inspektionskapazitäten ist. Mit der<br />
vollautomatischen Bauteilzählung verbessert und erweitert Nordson<br />
das Lösungsspektrum für seine Elektronikkunden weiter.“<br />
Joseph Stockunas, Executive Vice President, Nordson Advanced<br />
Technology<br />
18 1/<strong>2021</strong>
Produktionsausstattung<br />
Industriemonitore maßgeschneidert<br />
Displays für Fertigung, Automatisierung, Messaufgaben und Überwachung<br />
Best of 2020<br />
SR SYSTEM-ELEKTRONIK<br />
GmbH<br />
info@sr-systeme.de<br />
www.sr-systeme.de<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Seit mehr als 25 Jahren hat sich<br />
der Hersteller auf Industriemonitore<br />
und Display-Lösungen spezialisiert.<br />
Die Erfahrungen und ständig<br />
ändernde Anwendungen bedingen<br />
eine permanente Entwicklung auf<br />
diesem Gebiet. So sind mit neueren<br />
Video-Schnittstellen neben Video,<br />
VGA, DVI nun HDMI und Display-<br />
Port hinzugekommen. Der Hersteller<br />
möchte sich mit passgenauen<br />
Vorteilen im Bereich Mechanik und<br />
Optionen gegenüber Standard-<br />
Lösungen hervorheben.<br />
Industriemonitore sind in ihrem<br />
Einsatz häufig erschwerten Umgebungsbedingungen<br />
ausgesetzt, wie<br />
z. B. Staub und Schmutz (frontseitig<br />
nach IP65), Erschütterungen (Stoßund<br />
Vibration), Temperaturschwankungen<br />
und Sonneneinstrahlung.<br />
Dies kann ohne zusätzliche Maßnahmen<br />
zu Fehlfunktionen führen.<br />
Die Innovation von SR betrifft insbesondere<br />
die extremen Umweltbedingungen<br />
wie erweiterte Betriebstemperatur<br />
und eine erhöhte Helligkeit<br />
in Sonnenlichtumgebung. Daneben<br />
bietet der Hersteller für die ständig<br />
erweiterten Grafiknormen von DVI<br />
auf HDMI und DisplayPort passende<br />
Lösungen an.<br />
Die Kernkompetenz liegt dabei<br />
nicht nur an Displayveredelung im<br />
Bereich industrieller Displays, sondern<br />
zeigt sich auch in einem breit<br />
gefächerten Touch-Display Programm.<br />
Der Trend hin zu immer<br />
mehr HMI-Lösungen oder Web-<br />
Terminals mit Touch-Sensoren, sei<br />
es bewährte resistive Technologie<br />
bzw. zu aktuellen PCAP (projiziert<br />
kapazitver Multi-Touch) Integrationen,<br />
erfordert spezielle Anpassungen<br />
an Mechanik und Elektronik.<br />
Dabei spielt auch die richtige<br />
Auswahl an Touch-Controllern<br />
und Treiber-Software eine große<br />
Rolle, da die Displays mit Fingern,<br />
Handschuh oder Stift bedienbar<br />
sein müssen. Für eigene Anwendungen<br />
sind die Touch-Sensoren<br />
als selbständige Komponenten<br />
verfügbar.<br />
BNC-Videomonitore<br />
Für Sicherheit und Überwachung<br />
eignen sich die Monitore<br />
mit Video/ BNC-Eingang nach PAL<br />
bzw. NTSC Norm. Auch für Steuerungen<br />
mit Video-Ausgang oder für<br />
die Kamera-Erfassung gibt es ein<br />
breit gefächertes Sortiment.<br />
Rackmonitore und Pulteinbau<br />
Für den Pulteinbau in einen<br />
Wandausschnitt sind die Industriemonitore<br />
mit einer Frontblende<br />
in Alu natur eloxiert versehen. Auf<br />
Wunsch können diese auch nach<br />
RAL-Farben angepasst oder auch<br />
mit frontseitigen Bedienelementen<br />
bestückt werden. Als Besonderheit<br />
sind dabei Monitore für den<br />
19“ Schaltschrank konzipiert, wo<br />
als größte Auflösung ein 19“ Display<br />
mit Full-HD Auflösung (1920 x<br />
1080) entwickelt wurde. „Mit den von<br />
uns entwickelten Monitoren wollen<br />
wir Industriekunden maximale Freiheit<br />
in der Gestaltung ihrer Anwendung<br />
bieten“, erklärt Dipl.-Ing.(FH)<br />
Siegfried Riegel, Geschäftsführer<br />
der SR System-Elektronik GmbH.<br />
„Dank „Made in Germany“ kommen<br />
ausschließlich hochwertige<br />
Komponenten zum Einsatz. Kurze<br />
Lieferzeiten, Langzeitverfügbarkeit<br />
und Service im eigenen Haus<br />
sind ein wichtiges Qualitätsmerkmal.<br />
Zudem sind kundenspezifische<br />
Ausführungen unsere Spezialität.<br />
Für einen 24/7-Einsatz sind die<br />
Stärken eine ESD geschütze Produktion,<br />
geprüfte Sicherheit nach<br />
EN 60950, Burn-in und Störstrahlungsfestigkeit<br />
(CE Konformität). Wir<br />
verfolgen dabei ökologische, ökonomische<br />
und soziale Ziele gleichermaßen<br />
wie auch die Nachhaltigkeit<br />
als Fundament des Wertschöpfungsprozess<br />
gilt.“◄<br />
19
Produktionsausstattung<br />
Wareneingangs-Scanner ist schneller und<br />
intelligenter als bisherige Ansätze<br />
In der Elektronikfertigung haben sich optische Systeme zur Gebindedatenerfassung zwischenzeitlich etabliert<br />
und sind bereits vielfach im Einsatz. Was sind die Gründe, dennoch ein komplett neues System und Konzept dafür<br />
auf den Markt zu bringen?<br />
von Fertigungszeiten und Lieferterminen.<br />
Die bislang verfügbaren<br />
Systeme können hier eine interessante<br />
Hilfe leisten, aber bieten dennoch<br />
bei weitem nicht die Leistungsmerkmale,<br />
die heute eine moderne<br />
Industrie-4.0-Infrastruktur erfordern.<br />
Das Wareneingangssystem<br />
Gigaflex FlyScan WE 12P<br />
setzt nun folgende neue Maßstäbe:<br />
• Gigaflex FlyScan WE 12P besteht<br />
aus einer hochleistungsfähigen<br />
Scan-Einheit, welche im Gigabitbereich<br />
Bildaufnahmen analysiert<br />
und eine sehr schnelle und<br />
sehr sichere Lesequalität liefert.<br />
• Es werden alle derzeit bekannten<br />
Code-Systeme gelesen und<br />
erkannt.<br />
• Es werden (optional) auch OCR-<br />
Lesungen ausgewertet.<br />
• Das Lesesystem kommt ohne<br />
bewegte Teile aus und ist komplett<br />
wartungsfrei.<br />
• Das System ist sehr einfach und<br />
ohne zusätzliche Einstellungen<br />
kundenseitig zu handhaben.<br />
• Die Vereinnnahmungszeiten für<br />
Gebinde verringern sich – insbesondere<br />
auch durch die neue Fly-<br />
Scan-Technologie: Die Gebinde<br />
werden einfach unter der Kamera<br />
in einem Scan durchgezogen.<br />
Die Intelligenz der verwendeten<br />
Im Zeitalter der Anforderungen<br />
von Industrie 4.0 ist die Erfassung<br />
der Material- und Chargendaten des<br />
angelieferten Materials ein wichtiger<br />
Faktor für ein durchgängiges Material-Management.<br />
Vielfältige Anforderungen<br />
ATEcare Service<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.atecare.de<br />
hinsichtlich Rückverfolgbarkeit<br />
von Chargen- und Werkstoffdaten<br />
in Bezug auf eine Vielzahl<br />
von rechtlichen Vorschriften und<br />
Bestimmungen kommen hinzu.<br />
Zudem werden im Hinblick auf die<br />
Materialverfügbarkeit, die Nachbeschaffungszeiten<br />
und die internen<br />
Materialbedarfe die planungsspezifischen<br />
Anforderungen immer komplexer<br />
und die Verfügbarkeitsfragen<br />
immer relevanter für die Einhaltung<br />
20 1/<strong>2021</strong>
Produktionsausstattung<br />
Temperaturstress-System ist State-of-the-Art und dennoch neu<br />
Seit 2016 ist der TA-5000 gemäß Herstellermeinung<br />
die neue Benchmark am Markt<br />
der Temperaturstress-Systeme. Denn der<br />
TA-5000 ist aufgrund seiner 25 SCFM (707 l/<br />
min bzw. 11,8 l/s), abrufbar über den gesamten<br />
Temperaturbereich von -80 bis +300 °C,<br />
die mit Abstand leistungsstärkste Maschine<br />
am Markt. Und durch seine einzigartige DC-<br />
Inverter-Technologie ist es dem Anwender möglich,<br />
im Vergleich zu herkömmlichen Anwendungen<br />
bis zu 50 % Energie einzusparen.<br />
Hinzu kommt, dass das Gerät an alle Stromversorgungsnetze<br />
(185...250 V/60 oder 50 Hz)<br />
angeschlossen werden kann. Alle Systeme<br />
sind mit EU517/2014 (EU F-Gas Regulation)<br />
konform, somit ist keine Dichtigkeitsprüfung<br />
erforderlich. Ein weiterer großer Vorteil des<br />
TA-5000 von MPI ist sein äußerst geringer<br />
Geräuschpegel von nur noch 49 dBA; herkömmliche<br />
Geräte sind mit 65 dBA spezifiziert.<br />
Das Tragen von Lärmschutz-Kopfhörern<br />
im Labor erübrigt sich somit. Das Gerät<br />
verfügt über zwei Touchscreens. Neben dem<br />
großen Standard-Display am Chassis verfügt<br />
der TA-5000A über ein weiteres Touchdisplay<br />
am Kopf, wo ebenfalls Informationen abgerufen<br />
oder im manuellen Betrieb Befehle eingegeben<br />
werden können. Im Gegensatz zu<br />
konventionellen Geräten, die einen seitlichen<br />
Luftaustritt an der Glasglocke haben, wird<br />
die Luft am TA-5000A durch den Kopf nach<br />
oben abgeleitet. Das Gerät ist somit deutlich<br />
anwenderfreundlicher und sicherer gegenüber<br />
anderen Produkten am Markt.Selbstverständlich<br />
ist der TA-5000 auch im Remote-Betrieb<br />
nutzbar. Neben den gängigen Standard-Interfaces<br />
(RS232 & IEEE/GPIB) ist auch ein LAN-<br />
Interface verfügbar. In den allermeisten Fällen<br />
sind herkömmliche Kommandos anderer<br />
Hersteller ebenfalls verwendbar, zudem sind<br />
Lab-View-Treiber verfügbar. Der TA-5000A<br />
von MPI Thermal kann für klassische Anwendungen<br />
mit Glasglocken in unterschiedlichen<br />
Größen genutzt werden, der TA-5000B ist für<br />
das Temperieren von Kammern oder Handlern<br />
konzipiert.<br />
HTT High Tech Trade GmbH<br />
htt Group<br />
www.httgroup.eu<br />
Gigaflex FlyScan-Systemsoftware<br />
verkürzt die Bearbeitung im täglichen<br />
Betrieb um mehr als 40 %.<br />
• Das bisher notwendige Einlernen<br />
von Etiketten bzw. Etikettenstrukturen<br />
entfällt vollständig. Das bringt<br />
viele zeitliche und damit wirtschaftliche<br />
Vorteile. Die der Neuentwicklung<br />
zugrunde liegende Software<br />
wurde/wird schon in Verbindung<br />
mit anderen Lesesys temen erfolgreich<br />
im Markt eingesetzt und ist<br />
nun für das neue Lesesystem<br />
deutlich erweitert. Die Software<br />
behält aber weiterhin auch die<br />
Möglichkeit, mit den bekannten<br />
Scan-Systemen der Marktbegleiter<br />
eingesetzt zu werden. So können<br />
auch Kunden von den zusätzlichen<br />
Leistungsmerkmalen profitieren,<br />
die bereits ein eigenes<br />
System im Hause verwenden.<br />
Was macht das System besonders<br />
interessant?<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Mit dem System werden grundsätzlich<br />
alle Codes eines Gebindes<br />
erfasst und in einer Datenbank<br />
dokumentiert. Die verschiedenen<br />
Parameter werden automatisch<br />
zugeordnet, ohne dass<br />
große Anlernprozesse erforderlich<br />
sind. Sie arbeiten in einem<br />
Programm und müssen nicht erst<br />
in eine andere Anwendung wechseln,<br />
damit unbekannte Parameter<br />
zugewiesen werden können. Dies<br />
geht hier sehr schnell – einmalig –<br />
mit einem einfachen Drag&Drop-<br />
Verfahren in einem Bruchteil der<br />
sonst erforderlichen Zeit.<br />
Die Software ist einfach und intuitiv<br />
aufgebaut und bietet trotzdem<br />
eine Vielzahl an zusätzlichen Leistungsmerkmalen.<br />
Diese sind nicht<br />
nur speziell für EMS-Anwender<br />
interessant, sondern auch generell<br />
für die Materialsteuerung im Workflow.<br />
Sie dienen einer störungsfreien<br />
Materialversorgung und Nachversorgung<br />
für die Produktion.<br />
Die Lösung ist zudem nicht auf die<br />
Vereinnahmung von SMD-Material<br />
begrenzt. Mit FlyScan WE 12P können<br />
alle Anlieferungen, wie z.B. Bauteile,<br />
Betriebsstoffe, Leiterplatten,<br />
Werkzeuge und vieles mehr, über<br />
ein System vereinnahmt werden.<br />
Zudem gibt es standardisierte<br />
Schnittstellen zur Kommunikation<br />
mit ERP Systemen sowie zur<br />
Datenanmeldung zum Beispiel an<br />
Lagersysteme und Bestückungsanlagen<br />
und zur Fehlteile-Nachversorgung.<br />
Seine volle Leistungsfähigkeit<br />
kann das System umsetzen, wenn<br />
es im Verbund mit einer nachfolgenden<br />
Material-Management-<br />
Lösung, die alle weiteren Material-<br />
Handling-Vorgänge verwalten und<br />
managen kann, eingesetzt wird.<br />
Hier empfiehlt sich insbesondere<br />
der Einsatz der Gigaflex-Material-<br />
Management-Software MMS 4.0.<br />
Diese verfügt über umfassende<br />
Materialüberwachungsfunktionen<br />
sowie die Kommissionierung, Materialversorgung,<br />
Materialnachversorgung<br />
und berücksichtigt die Behandlung<br />
von MSD-Material.<br />
Die Gigaflex-Material-Management-Software<br />
MMS 4.0 kommuniziert<br />
mit allen Lagersystemen,<br />
SMD-Anlagen und weiteren Systemen<br />
und Arbeitsplätzen, zu denen<br />
Materialbedarfe entstehen können.<br />
Zudem werden alle in der Fertigung<br />
erforderlichen technologischen Prozesse<br />
integriert unterstützt.<br />
Fazit:<br />
Mit Gigaflex FlyScan WE 12P und<br />
der Gigaflex-Material-Management-<br />
Software MMS 4.0 steht erstmals<br />
ein komplett durchgängiges Gesamt-<br />
Material-Management-Konzept zur<br />
Verfügung, welches über standardisierte<br />
Schnittstellen (bei Bedarf individuell<br />
anpassbar) verfügt und alle<br />
Anforderungen einer durchgängigen<br />
Gesamtlösung in einem System<br />
zusammenfasst und dabei zusätzlich<br />
eine umfassende Vernetzung<br />
zwischen Wareneingang, Produktion<br />
und Materialwirtschaft realisiert.<br />
Mit dem Einsatz der Gigaflex Software<br />
ist eine komplette Industrie-<br />
4.0-Lösung Realität geworden. ◄<br />
21
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Höchste Qualität durch Inline Computational<br />
Imaging<br />
schneller und genauer. Mit ICI lassen<br />
sich Details prüfen, die vorher<br />
nicht zu erkennen waren.<br />
Höchste Geschwindigkeiten<br />
gepaart mit steigender Komplexität<br />
moderner Produkte stellt immer<br />
höhere Anforderungen moderne<br />
Qualitätsinspektionslösungen.<br />
Neben exakter 3D-Vermessung<br />
ist es immer öfter auch notwendig<br />
aus unterschiedlichen Betrachtungs-<br />
und Beleuchtungsrichtungen<br />
zu inspizieren um 100 % der Fehler<br />
zuverlässig erkennen zu können.<br />
Konventionelle One-shot Bildverarbeitungslösungen<br />
arbeiten mit einer<br />
fixen Kamera- und Beleuchtungsposition<br />
und stoßen damit immer<br />
häufiger an ihre Leistungsgrenzen.<br />
Bild 1: Anwendungsbeispiele für Inline Computational Imaging //01 Münze 3D + Textur //02 Münze<br />
3D-Rekonstruktion //03 Leiterplatte all-in-focus Farbbild //04 Stecker 3D + Textur //05 10€ Banknote Farbbild<br />
//06 10€ Banknote Tiefdruck //07 10€ Banknote Hologramm // 08 Stecker präzise 3D-Rekonstruktion<br />
Egal ob 2D oder 3D Prüfung<br />
für Elektronik, metallische Oberflächen,<br />
oder Verpackungs- und<br />
Sicherheitsdruck: Inline Computational<br />
Imaging (ICI) prüft besser,<br />
Unterschiedliche Perspektiven<br />
Die am AIT Austrian Institut of<br />
Technology GmbH entwickelte Inline<br />
Computational Imaging (ICI) Technologie<br />
nutzt die natürliche Transportbewegung<br />
des Objektes für die<br />
simultane Erfassung des Objekts<br />
unter verschiedenen Betrachtungsund<br />
Beleuchtungsrichtungen. Auf<br />
diese Weise ahmt ICI die Vorge-<br />
Autorin:<br />
Ing. Petra Thanner, MSC,<br />
MBA, Senior Research<br />
Engineer High-Performance<br />
Image Processing<br />
AIT Austrian Institute of<br />
Technology GmbH<br />
www.ait.ac.at/ici<br />
Bild 2: Inline Computational Imaging (ICI) im Vergleich mit Stereo-Imaging, Lichtfeld und Photometrie anhand der<br />
3D-Rekonstruktion eines Chipsockels mit schwarzem Gehäuse, Etikett und metallischen Pins; ganz unten: 3D-Rekonstruktion<br />
aus 2 Betrachtungswinkeln mit state-of-the-art Stereoalgorithmen; darüber: 3D-Rekonstruktion aus vielen<br />
Betrachtungswinkeln mit Lichtfeldmethoden; darüber: ICI 3D-Rekonstruktion berücksichtigt viele Betrachtungs- und<br />
Beleuchtungswinkeln; ganz oben: ICI 3D-Rekonstruktion mit pixelgenau rektifiziertem Texturbild<br />
22 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Bild 3: Detailausschnitt einer 10 EUR Bankknote, oben:<br />
hochaufgelöstes Farbbild für die Inspektion von Druckbild inklusive<br />
Mikrotext; mitte: Farbumschlagsbild für die Hologramminspektion;<br />
unten: Gradientenbild für die Inspektion von Tiefdruckelementen<br />
hensweise eines Menschen nach,<br />
der beim Prüfen einer glänzenden<br />
Oberfläche die Betrachtungs- und<br />
Beleuchtungswinkel intuitiv variiert<br />
um auch kleinste Defekte auszuspüren.<br />
ICI kann an unterschiedlichste<br />
Prüfgenauigkeiten und Inspektionsgeschwindigkeiten<br />
angepasst werden<br />
und eignet sich daher hervorragend<br />
für die Inspektion von vielerlei<br />
Materialien wie Elektronik- und<br />
Leiterplattenfertigung über Metalle,<br />
Materialklassifikation bis hin zur<br />
Druckbildinspektion und Prüfung<br />
von Sicherheitsfeatures wie Hologrammen<br />
und taktilen Elementen<br />
und Prägungen. Bild 1 zeigt einige<br />
Anwendungsbeispiele für Inline<br />
Computational Imaging aus der<br />
Industriellen Inspektion.<br />
Seine Stärke<br />
kann ICI dort am besten zeigen<br />
wo höchste Genauigkeits- und<br />
Geschwindigkeitsanforderungen<br />
mit der Prüfung von komplexen<br />
Geometrien und herausfordernden<br />
Oberflächeneigenschaften zusammentreffen<br />
wie zum Beispiel in der<br />
Elektronikfertigung, für metallische<br />
Oberflächen und im Verpackungsund<br />
Sicherheitsdruck.<br />
Leistungsfähigkeit<br />
Für die Inspektion eines Chipsockels<br />
ist es erforderlich gleichzeitig<br />
die korrekte Beschriftung<br />
des Etiketts, Kratzer in der Oberfläche<br />
und die Anwesenheit und<br />
korrekte Höhe aller Pins zu kontrollieren.<br />
Bild 2 zeigt hier die Stärken<br />
der ICI Technologie im Vergleich<br />
zu klassischen Verfahren der Bildverarbeitung.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Der unterste Abschnitt zeigt eine<br />
3D-Rekonstruktion des Chips unter<br />
Verwendung von State-of-the-Art<br />
Stereo Bildverarbeitungsalgorithmen.<br />
Für den Chipsockel ist zu<br />
erkennen, dass mit dieser Methode<br />
die Pins nicht erkennbar sind. Bessere<br />
Ergebnisse liefert die Lichtfeldtechnologie<br />
(zweites Segment von<br />
unten). Die Pins werden erkannt, das<br />
Etikett am Gehäuse des Chips ist<br />
jedoch nicht erkennbar.<br />
Die oberen beiden Segmente von<br />
Bild 2 zeigen die Ergebnisse der<br />
ICI-Technologie. Durch die Kombination<br />
von Lichtfeld und Photometrie<br />
erreicht ICI sowohl global<br />
korrekte als auch im Detail hoch<br />
aufgelöste 3D-Rekonstruktionen.<br />
Für den Chipsockel bedeutet das,<br />
dass sowohl das schwarze Gehäuse<br />
als auch die feinen metallischen<br />
Pins korrekt 3D modelliert werden.<br />
Auch kleinste Details wie zum Beispiel<br />
das Etikett mit Prägung können<br />
deutlich erkannt werden. Sogar<br />
ein Kratzer am Metallteil des Chipsockels<br />
wird detektiert. Gleichzeitig<br />
zur 3D-Rekonstruktion liefern die<br />
ICI-Algorithmen auch pixelgenau<br />
rektifizierte Farbinformationen und<br />
ermöglichen so auch die Inspektion<br />
der Beschriftung am Etikett.<br />
ICI für die Inspektion<br />
von Verpackungs- und<br />
Sicherheitsdruck<br />
Für Sicherheitsdokumente wie<br />
z. B. Banknoten oder ID-Cards<br />
gibt es neben dem Druckbild Hologramme<br />
oder Tiefdruckelemente,<br />
deren Fehlerfreiheit ein wichtiges<br />
Qualitätskriterium darstellt. So geht<br />
es bei Hologrammen darum ihre<br />
Echtheit anhand eines korrekten<br />
Farbumschlags zu erkennen und<br />
für Medikamenten verpackungen ist<br />
es wichtig, dass sowohl das Druckbild<br />
als auch die Braille-Beschriftung<br />
korrekt sind. Seine vielen Betrachtungs-<br />
und Beleuchtungswinkel<br />
machen ICI zu einem idealen Prüfsystem<br />
für diese Aufgabenstellungen.<br />
Bild 3 zeigt einen Ausschnitt einer<br />
10 EUR Banknote aufgenommen<br />
mit einer optischen Auflösung von<br />
20 µm pro Pixel und einer Inspektionsgeschwindigkeit<br />
von bis zu 10 m<br />
pro Sekunde.<br />
ICI für die Inline 3D Mikroskopie<br />
Auch für die Mikroskopie wird<br />
schnelle 3D Inspektion immer wichtiger.<br />
In den letzten Jahren haben<br />
neue Inline-Verfahren für die mikroskopische<br />
3D-Bildgebung das Interesse<br />
sowohl der Wissenschaft als<br />
auch der Industrie geweckt. Trotz<br />
zahlreicher Entwicklungen auf diesem<br />
Gebiet gibt es bisher nur wenige<br />
inlinefähige Lösungen. Gängige<br />
Methoden wie z. B. Fokusvariation,<br />
konfokale Mikroskopie und Weißlichtinterferometrie<br />
verwenden normalerweise<br />
ein scannendes Abtastverfahren<br />
bei dem die Abtastrichtung<br />
mit der natürlichen Transportrichtung<br />
des Objekts nicht übereinstimmt.<br />
Das macht diese Verfahren<br />
ungeeignet für schnelle Inline-<br />
Inspektionsaufgaben.<br />
Bis vor kurzem war ICI auf die<br />
Prüfung von makroskopischen<br />
Merkmalen größer 15 µm pro Pixel<br />
beschränkt. Die aktuellste Weiterentwicklung<br />
dieser Technologie ermöglicht<br />
nun auch ihren Einsatz für<br />
die Inline-3D-Mikroskopie und ermöglicht<br />
Auflösungen von 4 µm in<br />
allen drei Dimensionen (X/Y/Z).<br />
Bild 4 zeigt Ergebnisse eines Ball<br />
Grid Arrays (BGA) aufgenommen<br />
mit einem 4-µm ICI-System und<br />
einer Inspektionsgeschwindigkeit<br />
von 27 mm pro Sekunde.<br />
Zusammenfassung<br />
Die am AIT Austrian Institut of<br />
Technology GmbH entwickelte Inline<br />
Computational Imaging (ICI) Technologie<br />
orientiert sich an den Anforderungen<br />
moderner Produktionsprozesse.<br />
Sie kombiniert Lichtfeld (LF)<br />
und Photometrie (PS) in einer kompakten<br />
und leistungs fähigen Lösung.<br />
Während sich das Objekt unter der<br />
Kamera vorbeibewegt wird eine Bildsequenz<br />
erzeugt, die das Objekt aus<br />
unterschiedlichen Betrachtungsund<br />
Beleuchtungsrichtungen zeigt.<br />
Daraus werden neben einer präzisen<br />
3D-Rekonstruktion auch optimierte<br />
2D-Bilder wie High-Dynamic-Rage-,<br />
All-in-focus-, Hellfeld-,<br />
Dunkelfeld-, Glanzreduktion- und<br />
Schatten reduktionsbilder berechnet.<br />
Die Möglichkeiten<br />
die sich für die industrielle Inspektion<br />
daraus ergeben sind umfassend<br />
und beinhalten die:<br />
• simultane 2D-Inspektion und<br />
3D-Vermessung bei gleichzeitiger<br />
Erhöhung des Tiefenschärfebereichs<br />
(all-in-focus),<br />
• Erhöhung des Dynamikbereichs<br />
(high-dynamic range),<br />
• Verbesserung des Signal-Rausch-<br />
Verhältnis,<br />
• flexibler Hell-Dunkel-Bildgebung<br />
(Glanz- und Schattenreduktion) und<br />
• Materialklassifikation (z. B. glänzend,<br />
halb-glänzend, matt) ◄<br />
Bild 4: Ball Grid Array (BGA) Foto (großes Bild) und ICI 3D Rekonstruktion<br />
(kleines Bild) für einige Lotpunkte: all-in-focus Graustufenbild<br />
(links) und Tiefenmap (rechts)<br />
23
Anzeige<br />
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Teststrategie für bestückte Leiterplatten<br />
Funktionstestaufbau<br />
Wie behalten Sie (als OEM) die<br />
Qualität und die Kosten Ihrer (ausgelagerten)<br />
Produktion in der heutigen<br />
Zeit der Miniaturisierung der<br />
Elektronik im Griff? Es wird schließlich<br />
immer schwieriger oder sogar<br />
unmöglich, die heutigen Baugruppen,<br />
bei denen nicht mehr alle Netze<br />
mit Testpunkten versehen werden<br />
können, mit traditionellen Methoden<br />
zu prüfen. Aber auch die Produktionskette<br />
wirft neue Fragen<br />
auf. Wie behalten Sie den Einblick<br />
in das, was für Sie produziert wird<br />
Peter van den Eijnden<br />
Managing Director<br />
JTAG Technologies<br />
Tel.: +49 971 69910-64<br />
www.jtag.com<br />
und was können Sie tun, um z.B.<br />
Ihren EMS-Partner zu entlasten und<br />
gemeinsam Lösungen zu finden?<br />
Der Prozess beginnt bereits in<br />
der Design-Phase Ihrer Elektronik<br />
mit der Definition einer geeigneten<br />
Teststrategie. Bereits in dieser<br />
Phase ist es wichtig, zu analysieren,<br />
mit welchen Testmethoden<br />
Sie die gewünschte Qualität und<br />
die damit verbundene Fehlerabdeckung<br />
erreichen können. Diese<br />
Erkenntnis hilft Ihnen, die Parameter<br />
mit dem Hersteller Ihrer Elektronik<br />
abzustimmen.<br />
Testen mit Methode<br />
Drei unterschiedliche Methoden<br />
zur Fehlererkennung (Inspektionstechniken,<br />
Strukturtests und Funktionstests)<br />
können zusammen eingesetzt<br />
werden, um die Fehlerabdeckung<br />
zu erreichen, damit keine<br />
PCBA das Werk mit einem Fertigungsfehler<br />
oder einem Funktionsfehler<br />
verlässt.<br />
Doch bei der Entwicklung einer<br />
Teststrategie müssen viele Faktoren<br />
berücksichtigt werden, um<br />
zu bestimmen, welche Test- und<br />
Inspektionsmethoden eingesetzt<br />
werden. Das Ziel ist es, die Fehlerabdeckung<br />
zu maximieren, aber<br />
nicht immer um jeden Preis. Es ist<br />
eine Herausforderung das richtige<br />
Testverfahren für das entsprechende<br />
Produkt zu definieren, hier stehen<br />
finanzielle Interessen der Qualität<br />
und Zuverlässigkeit gegenüber.<br />
Hinzu kommen Aspekte wie Produktionsvolumen<br />
und der spätere<br />
Absatzmarkt.<br />
Flying Probe Tester<br />
Die Anforderung für Unterhaltungselektronik<br />
unterscheidet sich<br />
zum Beispiel sehr stark von denen<br />
in der Medizintechnik, dem Automotivebereich<br />
oder der Luft- und<br />
Raumfahrt.<br />
Inspektion und elektrischer Test<br />
Inspektionstechniken sind Teil<br />
des Montageprozesses und werden<br />
an den entsprechenden Fertigungsstandorten<br />
auf unterschiedliche<br />
Art und Weise umgesetzt. Die<br />
minimale Anforderung ist die Sichtkontrolle<br />
durch das Bedienpersonal<br />
(menschliches Auge). Während bei<br />
höheren Stückzahlen diese Inspektion<br />
automatisiert mithilfe von AOIoder<br />
X-Ray-Systemen erfolgt.<br />
Neben der Inspektion ist eine<br />
elektrische Prüfung nötig, um alle<br />
Fehler der Baugruppe zu finden.<br />
Hier sind einige Fragen zu beantworten:<br />
Welche Art von Prüfung sollen<br />
durchgeführt werden – nur strukturell<br />
oder funktional oder beides?<br />
Wer ist für die Tests verantwortlich<br />
und erfolgen die Tests dann<br />
später – im eigenen Werk oder im<br />
Falle einer Auftragsfertigung (EMS<br />
oder CM) beim OEM?<br />
Mit dem Funktionstests wird die<br />
Funktionalität des Produkts überprüft.<br />
Die notwendigen Tests müssen<br />
von der Entwicklungsabteilung<br />
des OEM spezifiziert werden. Auf<br />
Basis dieser Anweisung entwickelt<br />
ein Team die Prüfungen selbst oder<br />
beauftragt damit eine dritte Partei.<br />
Anschließend wird das Testprogramm<br />
dem Prüffeld zur Verfügung<br />
gestellt. Diese Funktionstests<br />
sind produktspezifisch und<br />
in der Regel Eigentum des OEM<br />
und erfolgen dann beim Dienstleister<br />
oder im eigenen Werk.<br />
Obwohl der Funktionstest Baugruppenfehler<br />
erkennt, muss natürlich<br />
genau analysiert werden, in welchem<br />
Bereich die Prüftiefe liegt und<br />
wo dieser evtl. Lücken aufweist.<br />
Dazu kommt die sehr komplexe<br />
und aufwände Fehlerdiagnose, um<br />
im Fehlerfall die Ursache zu beseitigen.<br />
Aus diesem Grund geht dem<br />
Funktionstest oft ein struktureller<br />
Test voraus.<br />
Beim strukturellen Test ist die<br />
Zielsetzung identisch zur Inspektion<br />
und liegt in der Aufspürung von<br />
Fertigungsfehlern. Der Verantwortungsbereich<br />
liegt hier beim Ferti-<br />
Über 25 Jahre im<br />
Herzen der Elektronik<br />
Kunden in mehr<br />
als 50 Ländern<br />
Über 10.000<br />
verkaufte Systeme<br />
24 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
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gungsstandort. Allerdings wird dieser<br />
nicht für jedes angefragte Produkt<br />
in neues Testequipment investieren,<br />
sondern auf bestehende<br />
strukturelle Testsysteme zurückgreifen.<br />
Die entsprechenden kundenspezifischen<br />
Prüfprogramme<br />
inkl. Testadapter werden dann von<br />
entsprechenden Testingenieuren<br />
des Produktionsstandortes bzw.<br />
von einer dritten Partei erstellt. Die<br />
Finale freigaben sowie die Kostenübernahme<br />
liegt dann wieder<br />
beim OEM.<br />
Bei geringen Stückzahlen rechnet<br />
sich der Einsatz von traditionellen<br />
strukturellen Testmethoden nicht.<br />
Die Fertigung führt dann lediglich<br />
eine Inspektion durch, um die Montage<br />
der Baugruppe zu verifizieren.<br />
In diesem Szenario werden dann<br />
aufwändige Funktionstests benötigt,<br />
um nicht nur die Funktion des<br />
Produkts zu verifizieren, sondern<br />
auch Montagefehler zu finden.<br />
JTAG/Boundary-Scan<br />
Dieses Verfahren löst das Problem<br />
der Kontaktierung (Adaption)<br />
und ermöglicht eine optimale strukturelle<br />
Fehlerabdeckung gerade bei<br />
Baugruppendesigns mit hohem<br />
SMD-Anteil. Dies wird durch die<br />
Verwendung von Bauteilen auf der<br />
Leiterplatte erreicht, die neben ihrer<br />
normalen Funktionalität auch eine<br />
spezielle Testlogik, ohne zusätzliche<br />
Kosten, zur Verfügung stellt. Mit dieser<br />
Logik können alle Pins des Bausteins<br />
im Testmodus über die serielle<br />
JTAG-Schnittstelle angesteuert<br />
und abgefragt werden.<br />
JTAG/Boundary-Scan lässt sich<br />
ohne Zusatzkosten in ein Produktdesign<br />
einbetten, um diese implementierte<br />
Logik später zum preiswerten<br />
Test der Baugruppe zu nutzen.<br />
Somit stellt dieses Verfahren<br />
einen kostengünstigen strukturellen<br />
Test zur Verfügung, der unabhängig<br />
von der Komplexität und vom<br />
Produktionsvolumen eingesetzt<br />
werden kann.<br />
In-Circuit Tester<br />
Bietet der Fertigungsstandort traditionelle<br />
Testverfahren an, kann<br />
der OEM entscheiden, ob diese<br />
Verfahren zum Einsatz kommen<br />
oder nicht. Hier werden neben der<br />
Testabdeckung auch die Test- und<br />
Adapterkosten für den ICT (In-Circuit-Test)<br />
oder MDA (Manufacturing<br />
Defects Analyzer) eine Rolle spielen.<br />
Der OEM hat keinen direkten Einfluss<br />
auf die Kosten und die Qualität<br />
der Tests. Obwohl die Testadapter<br />
Eigentum der OEM sind, ist eine<br />
Verschiebung eines bestehenden<br />
Testprogrammes incl. der Adaption<br />
zu einem anderen Dienstleister oder<br />
anderen Standort nur schwer oder<br />
garnicht möglich.<br />
Bei Baugruppen mit JTAG/<br />
Boundary-Scan hängt die Entscheidung,<br />
ob ein Strukturtests für eine<br />
Baugruppe zum Einsatz kommt,<br />
nicht mehr davon ab ob bzw. welche<br />
Testverfahren am entsprechenden<br />
Fertigungsstandort verfügbar<br />
sind. Dieser Grundlegende<br />
Änderung der Sichtweise, bietet<br />
einen neuen Ansatz bei der Verwendung<br />
von strukturellen Tests und<br />
den daraus resultierenden Kosten.<br />
Der Fertigungsstandort muss<br />
nicht zwingend JTAG/Boundary-<br />
Scan-Equipment vorhalten, sondern<br />
der OEM kann projektbezogen<br />
in die von ihm bevorzugte Lösung<br />
investieren und diese dem Dienstleister<br />
zur Verfügung stellen. Durch<br />
Eigenständige<br />
JTAG/Boundary-Scan Station<br />
diese Vorgehensweise hat der OEM<br />
direkten Einfluss auf die Kosten und<br />
Qualität der Tests. Eine Verlagerung<br />
der Produkte incl. des Testequipments<br />
und Prüfprogramms ist<br />
jederzeit möglich.<br />
Das Testequipment kann als<br />
eigenständige JTAG/Boundary-<br />
Scan-Station aufgebaut werden.<br />
Alternativ kann die Boundary-Scan-<br />
Lösung mit Funktionstestaufbauten<br />
bzw. mit ICT, MDA oder Flying Probe<br />
Testern (FPT) integriert oder kombiniert<br />
werden. Auf der einen Seite<br />
bieten separate, eigenständige Stationen<br />
ein Maximum an Flexibilität<br />
und Unabhängigkeit. Auf der anderen<br />
Seite bedeutet es aber auch<br />
ein erhöhtes Boardhandling, was<br />
zusätzliche Kosten verursachen<br />
kann. Wenn JTAG/Boundary-Scan<br />
mit anderen Lösungen kombiniert<br />
wird, entweder mit einem Strukturtester<br />
oder einem Funktionstest-Setup,<br />
wird das Board-Handling<br />
reduziert.<br />
JTAG Technologies<br />
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Technologies die Qualitätsansprüche<br />
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Hersteller hat seine eigenen Testanforderungen,<br />
welche sind Ihre?<br />
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Wir sind überzeugt, dass Boundary-Scan eine überlegene Technologie<br />
ist, um die Test- und Programmierherausforderungen der modernen<br />
elektronischen Baugruppen von heute und morgen zu meistern.<br />
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des gesamten Produktlebenszyklus eingesetzt werden, stärken die<br />
Qualität Ihres Produkts, optimieren Ihre Investitionen, verkürzen das<br />
Time-to-Market und haben somit eine Kostenersparnis zur Folge.<br />
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25
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Vollständige dreidimensionale Prüfung in der<br />
Batterie- und Elektronikfertigung<br />
Waygate Technologies erster mikrofokus inline CT Scanner für 100% dreidimensionale Prüfung in der Batterieund<br />
Elektronikfertigung setzt neue Standards bei industriellen CT-Systemen in der Produktionslinie.<br />
mikrofokus inline CT Scanner für 100 % dreidimensionale Prüfung in<br />
der Batterie- und Elektronikfertigung<br />
Das neue Hochleistungs-<br />
MicroCT-System für industrielle<br />
Prüfverfahren von Waygate Technologies<br />
kombiniert einen hohen<br />
Automatisierungsgrad für den<br />
Inline-Einsatz mit besonders hoher<br />
Auflösung und großem Durchsatz.<br />
Damit erhöht Speed|scan HD die<br />
Effizienz in der Produktion und sorgt<br />
für verbesserte Qualität bei gleichzeitig<br />
sinkenden Inspektionskosten.<br />
Für produktionsnahen Einsatz mit<br />
hohem Durchsatz<br />
Waygate Technologies (ehemals<br />
GE Inspection Technologies) baut<br />
sein CT-Produktportfolio mit dem<br />
neuen Phoenix Speed|scan HD<br />
aus: Das Hochleistungs-MicroCT-<br />
System wurde speziell für den produktionsnahen<br />
Einsatz mit hohem<br />
Durchsatz entwickelt und kann in<br />
den unterschiedlichsten Industrien<br />
eingesetzt werden.<br />
Besonders geeignet ist das neue<br />
System für die wachsenden Inspektionsanforderungen<br />
in der Elektronik-<br />
und Automobilindustrie sowie<br />
in der Medizintechnik, Batteriefertigung<br />
und im 3D Druck.<br />
Der hohe Automatisierungsgrad<br />
des Phoenix Speed|scan HD ermöglicht<br />
das Prüfen großer Stückzahlen<br />
bei durchgehender Auslastung des<br />
Systems. Die auf Künstlicher Intelligenz<br />
basierende automatische<br />
Defekterkennung (ADR) von Waygate<br />
Technologies erhöht die Effizienz<br />
in der Inspektion zusätzlich. Im<br />
Ergebnis reduzieren sich der Produktionsausschuss<br />
und der Bedienaufwand<br />
sowie die Kosten für<br />
die Qualitätskontrolle.<br />
Dr. Oliver Brunke, Application and<br />
Engineering Leader für Industrielle<br />
CT-Systeme bei Waygate Technologies,<br />
erklärt: „Wir sind seit vielen<br />
Jahren Technologieführer in der<br />
Hochgeschwindigkeits-CT-Prüfung,<br />
vor allem bei Anwendungen in der<br />
Automobilindustrie sowie der Luftund<br />
Raumfahrt. Mit höher aufgelösten<br />
Bildern bei gleichem Hochgeschwindigkeitsdurchsatz<br />
erweitert<br />
Phoenix Speed|scan HD nun das<br />
Anwendungsspektrum und setzt<br />
neue Standards in vielen Industrien.<br />
Dank unserem engen Austausch<br />
mit Anwendern in zahlreichen<br />
Industrien bietet das System eine<br />
Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten.<br />
Durch den hohen Automatisierungsgrad<br />
ist mit unserem neuen<br />
System eine spürbare Effizienzsteigerung<br />
in der Produktion möglich.“<br />
Entwickelt für unterschiedlichste<br />
Industrien und Anwendungen<br />
Haupteinsatzgebiet des Phoenix<br />
Speed|scan HD ist die Kontrolle<br />
und Optimierung des Produktionsprozesses.<br />
Auf der Basis<br />
von bewährten Technologien entwickelten<br />
die Ingenieure von Waygate<br />
Technologies das neue System beispielsweise<br />
für den Einsatz in der<br />
Unterhaltungselektronikindustrie,<br />
in der neben der Fehlererkennung<br />
vor allem Batterie- und Akkusicherheit<br />
sowie deren Langlebigkeit eine<br />
wichtige Rolle spielen.<br />
Durch die hohe Detailerkennbarkeit<br />
von bis zu 20 µm kann<br />
Speed|scan HD gerade in der Batterie-<br />
und Akkuproduktion eine qualitativ<br />
hochwertige Inspektion bei<br />
gleichzeitig großer Effizienz gewährleisten.<br />
Daneben ist das System vor<br />
Roboter innerhalb und außerhalb der Sicherheitskabine<br />
sorgen für einen ununterbrochenen Scan-Betrieb<br />
allem für Fehleranalysen, quantitative<br />
3D-Porositätsanalysen, Materialstrukturanalysen,<br />
Montagekontrollen<br />
oder Soll/Ist-Vergleiche auf<br />
Basis von CAD-Daten in der Automobil-,<br />
Luftfahrt- oder Medizintechnikindustrie<br />
prädestiniert.<br />
„Scans rund um die Uhr“:<br />
automatisierte InlineCT für<br />
dauerhaften Einsatz<br />
Speed|scan HD ist konsequent<br />
auf den integrierten Einsatz in der<br />
Produktionslinie mit einem bis zu<br />
100%-ig automatisierten Inspektionsprozess<br />
ausgelegt: Ein Dual-<br />
Manipulator und eine Röntgen-Doppelschleuse<br />
sorgen dafür, dass rund<br />
um die Uhr gescannt werden kann.<br />
Leistungsfähiges<br />
Metrologiesystem<br />
Das neue Hochleistungs-CT-<br />
System von Waygate Technologies<br />
kann zudem für die Metrologie<br />
eingesetzt werden, also für die<br />
Präzisionsmessung der Geometrie<br />
und Abmessungen eines Teils<br />
oder Produkts. Damit ist der Einsatz<br />
von Phoenix Speed|scan HD<br />
auch im Entwicklungs- und Design-<br />
Prozess möglich. Weitere interessante<br />
Einsatzgebiete sind der Kunststoffspritzguss<br />
oder der industrielle<br />
3D-Druck von geometrisch hochkomplexen<br />
Bauteilen.<br />
Waygate Technologies<br />
www.bakerhughesds.com/<br />
waygate-technologies<br />
Elektroden-Überhanganalyse in einem prismatischen<br />
Lithium-Ionen-Akku<br />
26 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Defekterkennung und Metrologie in einem<br />
System<br />
Confovis erweiterte sein Produktportfolio mit dem WAFERinspect AOI.<br />
werden können. Beispielsweise bei<br />
Defekten auf nicht wiederkehrenden<br />
Strukturen oder falls diese wechselnde<br />
Ausprägungen aufweisen<br />
– wodurch Kontrastunterschiede<br />
zu Pseudodefekten führen können.<br />
Mit den Messsystem WAFERinspect<br />
AOI erweitert Confovis<br />
seine WAFERinspect-Produktreihe<br />
um ein AOI Tool, das Defect<br />
Inspection, Defect Review sowie<br />
2D- und 3D-Messungen in einem<br />
einzigen System zusammenbringt.<br />
Die Defekterkennung und -auswertung<br />
wurde in Zusammenarbeit mit<br />
der NeuroCheck GmbH umgesetzt.<br />
Erkennung von Defekten bis in<br />
den Sub-µm-Bereich<br />
Für die Defekterkennung nutzt<br />
das Confovis WAFERinspect<br />
AOI aktuelle Computer-Architektur<br />
(Arbeitsspeicher mit 1 TB), um<br />
Golden Samples (mit einer Größe<br />
von bis zu 500GB) im Arbeitsspeicher<br />
mit dem aktuellen Defektscan<br />
in Echtzeit zu vergleichen. Die<br />
Defekterkennung erreicht dabei eine<br />
Geschwindigkeit von bis zu 25 FPS,<br />
da Zugriffszeiten auf die SSD Festplatte<br />
als limitierende Größe entfallen.<br />
Im Vergleich zu derzeit etablierten<br />
Standardsystemen ermöglicht<br />
das Confovis System bei identischer<br />
Prozesszeit eine wesentlich<br />
höhere Auflösung, wodurch selbst<br />
kleinste Defekte von ein Größe<br />
bis zu 0,1 µ/px in verschiedensten<br />
Oberflächen und Prozessschritten<br />
im Front-End oder Back-End detektiert<br />
werden.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Je nach Anwendungsfall kann<br />
der gesamte Wafer oder einzelne<br />
Chips als „Golden Sample“ für einen<br />
Die-by-Die oder Reticle-by-Reticle<br />
Defektscan angelernt werden. Die<br />
Klassifizierung der Defekte muss<br />
nicht während des Einrichtens erfolgen,<br />
sondern kann nachträglich<br />
anhand der gefundenen Defekte<br />
durchgeführt werden.<br />
Die Defekterkennung und -auswertung<br />
wird gemeinsam mit dem<br />
Partner NeuroCheck, einem führenden<br />
Anbieter für industrielle Bildverarbeitung,<br />
umgesetzt. Genutzt wird<br />
ein mehrstufiges Verfahren, welches<br />
auch gegenüber Kontrastwertänderungen<br />
sehr robust ist.<br />
Wesentlicher Vorteil der Neuro-<br />
Check Defekterkennungs-Software<br />
ist die flexible Anpassung der Prüfprogramme<br />
an Veränderungen im<br />
Produktionsprozess, sodass Modifikationen<br />
im Programm nicht erforderlich<br />
sind. Stattdessen können<br />
Analyse-Tools als Funktionsblock<br />
im Programmablauf ergänzt werden,<br />
was eine einfache iterative<br />
Anpassung der Prüfprogramme<br />
an die zu findenden Defekte über<br />
die GUI ermöglicht. Zudem können<br />
alle Änderungen – inklusive<br />
des Trainings des Klassifikators –<br />
offline und lokal beim Anwender<br />
erfolgen. Somit ist es für eine Erweiterung<br />
der Defekterkennung nicht<br />
erforderlich, sensible Daten in eine<br />
Cloud zu übertragen.<br />
Künstliche Intelligenz für<br />
herausfordernde Defekte<br />
Die Defekt-Klassifizierung erfolgt<br />
mittels künstlicher Intelligenz (KI) in<br />
Verbindung mit den zuvor erzeugten<br />
Merkmalen der Defekte (wie Anzahl<br />
der Pixel, Aspektverhältnis etc.).<br />
Grundlage hierfür ist eine Datenbank,<br />
welche durch, die im Scan<br />
gefundenen, Defekte automatisch<br />
gefüllt wird. Vom Nutzer müssen<br />
dabei einzig Kategorien erzeugt<br />
und Defekte entsprechend einsortiert<br />
werden. Anschließend wird der<br />
neuronale Klassifikator trainiert und<br />
angelernt. Auch können Rückweisungsschwellen<br />
für die einzelnen<br />
Klassen festgelegt werden, wodurch<br />
insbesondere während der Ramp-<br />
Up Phase sichergestellt wird, dass<br />
kein Defekt unerkannt bleibt.<br />
Bei sehr kleinen Defekten (0,1<br />
µ/px) ist es dank der sich schnell<br />
entwickelnden Rechnertechnologie<br />
möglich, die Defekte ausschließlich<br />
mit neuronalen Netzen zu identifizieren<br />
und zu klassifizieren. Vorteile<br />
ergeben sich durch die KI-Algorithmen<br />
immer dann, wenn die Defekte<br />
mit den klassischen Methoden (z.B.<br />
Golden-Sample) nicht robust erkannt<br />
Konfokale 3D-Messungen für<br />
weiterführende Analyse der<br />
Defekte<br />
Reichen die Möglichkeiten der<br />
Defekterkennung in 2D nicht aus,<br />
um spezifische Defekte (z.B. bei<br />
Linsen Arrays oder Copper Pillars)<br />
zuverlässig zu finden, besteht<br />
zusätzlich die Möglichkeit einer weiterführenden<br />
3D-Defektanalyse mit<br />
dem WAFERinspect AOI.<br />
Mit dem patentierten konfokalen<br />
3D-Messverfahren (Structured Illumination<br />
Microscopy) von Confovis<br />
können so Arrays flächig und vertikal<br />
im Nanometerbereich auf die<br />
gewünschte Merkmalsausprägung<br />
analysiert werden. Auch Bumps lassen<br />
sich auf Defekte untersuchen<br />
und wenn erforderlich komplett in<br />
3D vermessen.<br />
Die 3D-Analyse erfolgt automatisiert<br />
und direkt nach der Defekt-<br />
Klassifizierung, wobei entweder alle<br />
Defekte oder lediglich vom Nutzer<br />
einstellbare Kriterien in 3D gemessen<br />
werden können. Mit dem Confovis<br />
WAFERinspect AOI werden<br />
so Kratzer, Partikel und andere<br />
in 2D gefundene Defekte (z.B.<br />
feinste Spannungsrisse) mit nur<br />
einem System messbar. Die Kombination<br />
von 2D-Inspektion und<br />
3D-Messungen ermöglicht insgesamt<br />
eine umfangreichere Bewertung<br />
der Defekte.<br />
Ein Messsystem für<br />
Defektinspektion und Metrologie<br />
Neben der Defekterkennung ist<br />
das Confovis WAFERinspect AOI<br />
ein hochauflösendes 2D/3D-Messsystem.<br />
Die konfokalen 3D-Messungen<br />
erfolgen typischerweise in<br />
zwei Sekunden (120 Messebenen<br />
mit einem Z-Bereich von 20 µ und<br />
einer hohen Genauigkeit).<br />
confovis GmbH<br />
www.confovis.com<br />
27
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Industrielle Bildverarbeitung sichert Qualität –<br />
Industrie 4.0<br />
Die Industrie 4.0 lebt in der industriellen<br />
Bildverarbeitung bereits seit<br />
mehr als 20 Jahren. Das Thema<br />
der sich in Richtung Digitalisierung<br />
verändernden Produktionswelt<br />
beschäftigt mittlerweile die<br />
kleinen und mittleren Produktionsbetriebe.<br />
Ziel der industriellen Bildverarbeitung<br />
ist das „Null-Fehler-<br />
Konzept“. Die Sicherung der Qualität<br />
in jedem einzelnen Arbeitsschritt<br />
ist das oberste Ziel der industriellen<br />
Bildverarbeitung. Bei Themen<br />
wie Durchsatz erhöhen, Materialkosten<br />
senken, Lagerkosten senken,<br />
Engpässe erkennen und vorbeugen<br />
spielt die industrielle Bildverarbeitung<br />
in der gesamten Wertschöpfungskette<br />
eine immer größere<br />
Rolle. Hohe Mess- und Prüfgenauigkeit<br />
ermöglichen hohe Ansprüche<br />
der Qualitätssicherung durch berührungslose<br />
Sensorik. Zerstörungsfreie<br />
Prüfungen mittels industrieller<br />
Bildverarbeitung senken Ausschuss,<br />
Kosten und Anzahl von<br />
Reklamationen und erhöhen gleichzeitig<br />
Durchsatz und Kundenzufriedenheit<br />
und somit die Konkurrenzfähigkeit<br />
und die Wertschöpfung.<br />
Hochgenaue Prüfung in Echtzeit<br />
Die industrielle Bildverarbeitung<br />
überwindet Grenzen. Mit der entsprechenden<br />
Optik ausgestattete<br />
Kameras mit hoher Auflösung sind<br />
heute in der Lage, in Echtzeit und<br />
hoher Taktfrequenz eingelernte<br />
Muster zu vergleichen und kleinste<br />
Unterschiede zu erkennen. Die eingelernten<br />
Algorithmen ermöglichen,<br />
auch die kleinsten Veränderungen im<br />
Bildmaterial zu erkennen, zu vermessen<br />
und zu prüfen, um das geprüfte<br />
Produkt anschließend bewerten zu<br />
können. Dank der Datenbank technik<br />
können diese Daten digitalisiert<br />
gespeichert werden und mit anderen<br />
Systemen über Schnittstellen<br />
und Webservice bereitgestellt und<br />
ausgetauscht werden.<br />
Was passiert aber, wenn unvorhersehbare<br />
Fehler, z. B. Kratzer auf<br />
der Oberfläche eines Bauteils, die<br />
unvermittelt auftreten nicht von programmierten<br />
Regeln erkannt werden<br />
können? Hier bieten Kamerasysteme<br />
mit künstlicher Intelligenz<br />
Abhilfe. Einfaches Handling beim<br />
Einlernen und Lösungen, die die<br />
traditionelle Bildverarbeitung nicht<br />
leisten kann.<br />
Intelligente Assistenzsysteme<br />
Der Einsatz von intelligenten<br />
Assistenzsystemen gewinnt in den<br />
heutigen Zeit mit Covid-19 auch<br />
an neuer Bedeutung. Moderne<br />
Assistenz systeme helfen mit<br />
Abstand besser und sicherer zu<br />
produzieren. Mundschutz und Plexiglas<br />
in der Fertigung werden bereits<br />
wirksam eingesetzt, um den Werker<br />
zu schützen. Intelligente Assistenzsysteme<br />
reduzieren zusätzlich die<br />
persönlichen Kontakte und sichern<br />
eine qualitativ hochwertige und fehlerfreie<br />
Produktion. Für die intelligente<br />
Assistenz wurde eine spezielle<br />
Assistenzsoftware entwickelt,<br />
die den Werker einlernt, anweist und<br />
durch die einzelnen Arbeitsschritte<br />
führt. Hier fungiert dieser Assistent<br />
praktisch als neuer Mitarbeiter, der<br />
die Aufgabe der Einweisung vor Ort<br />
übernimmt und die Arbeit mit einem<br />
Kamerasystem überprüft. Dadurch<br />
wird keine persönliche Nähe zum<br />
Werker erforderlich.<br />
Intelligente Assistenz vor Ort ermöglicht<br />
es, wie in modernen Kraftfahrzeugen<br />
durch Navigations-<br />
Peter Scholz Software+Engineering<br />
GmbH<br />
info@scholzsue.de<br />
www.scholzsue.de<br />
28 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Vollautomatische Wafer-Inspektion für die Halbleiter- und MEMS-Industrie<br />
Best of 2020<br />
Die FRT GmbH hat im März<br />
den MicroProf DI auf den Markt<br />
gebracht. Am Produktionsstandort<br />
in Bergisch Gladbach<br />
wurde das Oberflächenmessgerät<br />
zur Lösung hochpräziser<br />
optischer Metrologie- und<br />
Inspektionsaufgaben für Halbleiteranwendungen<br />
entwickelt.<br />
Mit dem MicroProf DI bietet die<br />
FRT GmbH ein Defektinspektionsgerät<br />
mit Single-Shot-Modul,<br />
Step-Camera und hochpräziser<br />
Mikros kopstation, sowie umfassender<br />
Multisensor-Messtechnik<br />
mit verschiedenen Topographieund<br />
Schicht dickensensoren an.<br />
Die Bestimmung von Defekten<br />
bis in den sub-µm-Bereich kann<br />
schnell und zuverlässig durchgeführt<br />
werden.<br />
Inspektion von Wafern<br />
Das optische Oberflächenmessgerät<br />
MicroProf DI ermöglicht die<br />
Inspektion von strukturierten und<br />
unstrukturierten Wafern während<br />
des gesamten Herstellungsprozesses.<br />
Durch die Kombination<br />
von 2D-Inspektion und Metrologie<br />
bietet der MicroProf DI Messlösungen<br />
für eine Vielzahl von<br />
Anwendungen auf Wafer-Ebene.<br />
MicroProf DI bietet die folgenden<br />
Vorteile:<br />
• zuverlässige Plattform, einschließlich<br />
hochflexibler Software<br />
• Entwicklung und Qualifizierung<br />
neuer Kundenprozesse<br />
• Module, die flexibel auf einer<br />
Geräteplattform kombiniert werden<br />
können<br />
• Erfassung aller Wafer-Oberflächen<br />
bei hohem Durchsatz für<br />
eine effiziente Prozesskontrolle<br />
Das Gerät bietet einen hohen<br />
Durchsatz und passt perfekt in<br />
jede HVM-Wafer-Fabrik. Die Kernkomponente<br />
ist das weltweit etablierte<br />
Multisensor-Gerät Micro-<br />
Prof 300. Es ermöglicht sowohl die<br />
Messung von Wafern in verschiedenen<br />
Prozessschritten als auch<br />
- durch den Einsatz von Hybrid-<br />
Metrologie - präzise Messungen<br />
an Proben, bei denen ein einzelner<br />
Sensor oder ein Messprinzip<br />
einfach nicht ausreicht.<br />
Schnelle Erzeugung von<br />
Wafermaps<br />
Die Defektinspektionssoftware<br />
bietet eine effektive Visualisierung,<br />
vielseitige Verarbeitung<br />
und schnelle Erzeugung<br />
von Wafermaps sowie eine präzise<br />
Quantifizierung und ausführliche<br />
Dokumentation von Defekten.<br />
Der einzigartige MicroProf DI vereint<br />
Metrologie und Inspektion in<br />
einem flexiblen Messgerät.<br />
FRT GmbH<br />
info@frt-gmbh.com<br />
www.frtmetrology.com<br />
systeme, ohne einen „Beifahrer“ zu<br />
lotsen und in nahezu jeder Situation<br />
ohne einen Vorarbeiter oder Meister<br />
klar zu kommen. Diese Technik ermöglicht<br />
eine erhebliche Arbeitszeitreduzierung<br />
durch multilinguale<br />
und multimediale Anweisung.<br />
Die optische Überprüfung erfolgt<br />
direkt am Arbeitsplatz und sichert<br />
eine Null-Fehler-Produktion.<br />
Die modernen intelligenten Assistenzsysteme<br />
entlasten und motivieren<br />
aktiv die Mitarbeiter. Gleichzeitig<br />
ersparen diese eine kost spielige,<br />
zeitintensive und aufwendige Einarbeitung<br />
unterschiedlich qualifizierter<br />
Mitarbeiter. Die Werker sind bereits<br />
am ersten Tag in der Lage, 100 %<br />
ihrer Arbeitskraft zu leisten. Dadurch<br />
amortisieren sich die intelligenten<br />
Bilderkennungs systeme nach kürzester<br />
Zeit.<br />
Fehlererkennung und -korrektur<br />
Mit intelligenten Assistenzsystemen<br />
werden selbst komplexe,<br />
sicherheitsrelevante Bereiche identifiziert<br />
und digital erfasst. Jedes<br />
zu prüfende Artikelmerkmal wird<br />
automatisch mit den hinterlegten<br />
Vorgaben verglichen. Fehler werden<br />
sofort erkannt und das System fordert<br />
zur Korrektur auf. Nur korrekt<br />
erledigte Teilschritte werden dabei<br />
dem Werker audiovisuell mitgeteilt<br />
und bestätigt. Das System lässt<br />
keine Fehlmontagen zu. Zudem wird<br />
der Werker visuell per Video oder<br />
Bild material in jedem Arbeitsschritt<br />
angeleitet. Selbstverständlich kann<br />
in jedem einzelnen Arbeitsschritt<br />
digitale Sensorik eingebunden werden<br />
(z. B. Drehmomentschrauber,<br />
Messschieber, Trigger an Fördertechnik<br />
usw.). Der gesamte Arbeitsprozess<br />
ist somit im System digitalisiert<br />
gespeichert. Teilschritte können<br />
auf Wunsch vom System als Protokoll<br />
gespeichert werden und als<br />
Nachweis der Prüfergebnisse dienen.<br />
Über integrierte Schnittstellen<br />
erfolgt die Rückmeldung der Daten<br />
an das Qualitätsmanagement und<br />
die firmenspezifische Systeme.<br />
Für das Assistenzsystem ist<br />
auch der Einsatz von kollaborativen<br />
Robotern keine besondere<br />
Herausforderung, denn diese können<br />
ohne weiteres in jedem Schritt<br />
eingebunden und gesteuert werden.<br />
Ein Anwendungsbeispiel könnte die<br />
Entnahme einer fertig bestückten<br />
Platine (THT-Bestückung) sein.<br />
Von den meisten zu fertigenden<br />
Baugruppen gibt es oft Unmengen<br />
an verschiedenen Varianten. Das<br />
Assistenzsystem verwaltet all diese<br />
Varianten, die über einen Barcodereader<br />
oder RFID-Lesegerät direkt<br />
gestartet werden. Die Kompetenz<br />
der Mitarbeiter wird gefördert und<br />
die Fehlerquote auf Null gesenkt! ◄<br />
1/<strong>2021</strong><br />
29
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Digitalisierte Unterstützung der manuellen<br />
Montage<br />
Die Optimum datamangement solutions GmbH bietet verschiedenste Möglichkeiten an, das Assistenzsystem<br />
Schlauer Klaus kennen zu lernen.<br />
Optimum datamanagement<br />
solution GmbH<br />
info@optimum-gmbh.de<br />
www.optimum-gmbh.de<br />
Gerade wenn es um neue Prozesse oder Arbeitsstrukturen<br />
in der industriellen Fertigung geht, insbesondere<br />
in der digitalen Unterstützung von Arbeitsschritten,<br />
ist ein vorgelagertes Evaluieren und Testen<br />
seitens der Kunden unabdingbar. Dabei geht es nicht<br />
nur um das Kennenlernen der Möglichkeiten, sondern<br />
auch um das Verstehen der Mehrwerte. Aus diesem<br />
Grund bietet die Optimum datamangement solutions<br />
GmbH verschiedenste Möglichkeiten an, das Assistenzsystem<br />
Schlauer Klaus, beispielsweise für die<br />
THT-Bestückung, kennen zu lernen.<br />
Teilweise Neuland<br />
„Mit unserem Schlauen Klaus betreten wir bei unseren<br />
potenziellen Kunden zum Teil Neuland. Dadurch müssen<br />
wir unseren Kunden den Nutzen des Schlauen<br />
Klaus sehr individuell und auf deren Produktionsumgebungen<br />
abgestimmt, präsentieren. Aus diesem Grund<br />
bieten wir verschiedenste Möglichkeiten an, das kognitive<br />
Assistenzsystem kennen zu lernen“, erklärt Wolfgang<br />
Mahanty, geschäftsführender Gesellschafter der<br />
Optimum datamangement solutions GmbH.<br />
Der Schlaue Klaus der Optimum GmbH ist ein<br />
System, dass in der manuellen Fertigung, beispielsweise<br />
in der THT-Bestückung der Elektronikfertigung,<br />
als kognitives Assistenzsystem direkt am Arbeitsplatz<br />
im Einsatz ist und die Mitarbeiterführung und gleichzeitige<br />
Qualitätssicherung der einzelnen Montageschritte<br />
in Echtzeit übernimmt.<br />
Das System kann für alle komplexen, manuellen Fertigungsschritte<br />
eingesetzt werden, leitet dabei die Montagemitarbeiter<br />
Schritt für Schritt durch den Arbeitsprozess<br />
und prüft gleichzeitig, ob die Montageschritte<br />
richtig abgearbeitet werden. Diese werden dokumentiert<br />
und stehen für eine Nachverfolgung bereit. Die<br />
Mitarbeiter können stressfrei arbeiten und erlernen<br />
neue Montageaufgaben schnell und sicher. Dabei<br />
übernimmt der Schlaue Klaus aufgrund der Prüfung<br />
und Dokumentation die Verantwortung über die richtige<br />
Durchführung der Montage. „Diese Mehrwerte<br />
gilt es zu erklären und dazu haben wir uns verschiedene<br />
Möglichkeiten für unsere Kunden überlegt“, führt<br />
Mahanty weiter aus.<br />
Die „Dating“-Möglichkeiten<br />
Zum einen bietet Optimum die klassische Evaluierung<br />
an, bei der der Kunde Musterteile zuschickt.<br />
Diese werden auf Machbarkeit geprüft und der Kunde<br />
erhält nur wenige Tage später eine fachliche Rückmeldung.<br />
Zum Teil werden auch Kurzvideos erstellt, die<br />
dem Kunden eine mögliche Umsetzung beschreiben.<br />
„Für viele Kunden ist dies der erste Schritt nach<br />
einer vorherigen Kontaktaufnahme. Im Anschluss,<br />
wenn wir eine positive Rückmeldung geben konnten,<br />
kann der Kunden zu uns kommen und wir stellen den<br />
Schlauen Klaus in einer ausführlichen Demonstration<br />
am Musterteil vor“, so Mahanty.<br />
Während der Demonstration kann der Kunde das<br />
Assistenzsystem in allen Facetten ausprobieren. Im<br />
Anschluss werden mit dem Kunden die weiteren Prozessschritte<br />
definiert. Dabei ist es umso wichtiger, dass<br />
alle relevanten Unternehmensteile involviert werden,<br />
die mit der manuellen Fertigung und somit auch mit<br />
dem Schlauen Klaus, zu tun haben. Nur so lässt sich<br />
eine realistische Prozessbeschreibung erstellen, die<br />
ebenfalls alle prozessnotwendigen Rahmenbedingungen<br />
enthält.<br />
Kundenspezifische Sonderwünsche<br />
Desweiteren können auch kundenspezifische Sonderwünsche<br />
in die Prozessbeschreibung aufgenommen<br />
werden, denn beim Schlauen Klaus handelt es<br />
sich um ein adaptierbares System.<br />
„Wichtig ist aber auch, dass die Mitarbeiter früh<br />
ins Boot geholt werden, denn ihre Akzeptanz gegenüber<br />
dem Schlauen Klaus ist notwendig, um das<br />
Assistenzsystem später erfolgreich zu nutzen. Hinzu<br />
kommt, dass die Mitarbeiter verstehen sollen, dass<br />
der Schlaue Klaus für sie eine Arbeitserleichterung<br />
darstellt“, erklärt Mahanty.<br />
Mahanty und sein Team stellen den Schlauen Klaus<br />
aber auch in Workshops beim Kunden vor. In einem<br />
Zweitages-Workshop wird der Schlaue Klaus präsentiert<br />
sowie eine mögliche Prozessintegration mit allen<br />
Beteiligten erarbeitet. Dabei wird auch ein besonderes<br />
Augenmerk auf die Schnittstellen zur IT-Umgebung<br />
gelegt. Eine ROI-Berechnung ist ebenfalls Bestandteil<br />
des Beratungs- und Erklärungspaketes um schon<br />
frühzeitig den möglichen, finanziellen Nutzen des<br />
Schlauen Klaus vorzustellen. ◄<br />
30 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Optische Messgeräte mieten und Schwingungsmessung<br />
als Dienstleistung buchen<br />
Der vom Institut für Flugzeugbau (IFB) an der<br />
Universität Stuttgart entwickelte und hergestellte,<br />
elektrisch angetriebene Segelflieger e-Genius<br />
ist ein Rekordbrecher mit einer verheißungsvollen<br />
Zukunft. Ob für das Zulassungsprocedere<br />
oder weitere Entwicklungsschritte, die Akustikoptimierung<br />
oder dynamische Strukturanalysen:<br />
Für ihre Elektroantriebe müssen Hersteller<br />
viele Messdaten sammeln, um die Schwingungseigenschaften<br />
analysieren zu können. Das<br />
gilt für den e-Genius genauso wie für alle Stromer.<br />
Auch für andere Produkte ist es für Hersteller<br />
häufig essentiell, ein besseres Verständnis<br />
der dynamischen Eigenschaften ihrer Entwicklungen<br />
zu bekommen.<br />
In Zeiten knapperer Budgets, die auch die Produktentwicklungsphase<br />
betreffen können, bieten<br />
die Polytec Service-Angebote für viele messtechnischen<br />
Aufgaben die Lösung. Im vollautomatischen<br />
RoboVib-Testcenter beispielsweise,<br />
in dem auch die Uni Stuttgart die Resonanzfrequenzen<br />
und Schwingformen ihres Prestige-<br />
Seglers e-Genius analysieren ließ, lassen sich<br />
Hersteller akustische oder strukturdynamische<br />
Fragestellungen ganz einfach als Mess-Dienstleistung<br />
beantworten.<br />
Auch mit Auftragsmessungen, die Polytec<br />
Applikationsingenieure vor Ort bei den Kunden<br />
durchführen, oder mit gemieteten Messsystemen<br />
lässt sich viel Zeit und Geld sparen. Für<br />
einmalige oder gelegentliche Messungen muss<br />
sich das Unternehmen nicht gleich ein eigenes<br />
Messgerät anschaffen.<br />
Polytec GmbH<br />
info@polytec.de, www.polytec.com<br />
Best of 2020<br />
Neues Laserdioden-Testsystem<br />
VX Instruments GmbH<br />
www.vxinstruments.com<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Die VX Instruments GmbH als<br />
Entwickler und Hersteller von hochpräzisen<br />
und schnellen Messgeräten<br />
erweiterte ihr Produktportfolio<br />
um das Laserdioden-Testsystem<br />
LTS8620. Es handelt sich um ein<br />
integriertes PXI-Testsystem für die<br />
umfangreiche Charakterisierung von<br />
Laserdioden anhand ihrer LIV-Kennlinien.<br />
Weiterhin kann das System<br />
für schnelle Tests in der Produktion<br />
eingesetzt werden.<br />
Durch die extrem kurzen Pulszeiten,<br />
beginnend bei 2 µs, werden<br />
Wärmeeinflüsse auf den zu charakterisierenden<br />
Laser minimiert. Damit<br />
sind auch Messungen an Bare-Die-<br />
Prüflingen möglich.<br />
Mit diesem System sind aktuell<br />
Ströme bis 250 mA bei Messung<br />
aller Parameter mit einer Auflösung<br />
von 16 Bit und einer Samplerate<br />
von bis zu 100 MS/s möglich.<br />
Zwei zusätzliche unabhängige<br />
Kanäle zum Anschluss von Photodioden<br />
ermöglichen umfangreiche<br />
Messungen. Das LTS8620 besteht<br />
aus einer Kombination von Standard-PXI-Instrumenten<br />
(Embedded<br />
Controller, Arbiträrgenerator, Waveform<br />
Digitizer, PXI SMU) und einer<br />
für den speziellen Anwendungsfall<br />
entwickelten Adapter-Box (LTA8602).<br />
Um externe Störeinflüsse zu minimieren,<br />
kann die Adapter-Box sehr<br />
nahe am Prüfling platziert werden.<br />
Die Verbindung zum Testsystem<br />
selbst erfolgt über Standardkabel.<br />
Das System ist vom Anwender<br />
frei programmierbar und ein Anwendungsbeispiel<br />
in LabVIEW steht zur<br />
Verfügung. ◄<br />
31
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Berührungslose Geschwindigkeitsmessung und<br />
industrielle Digitalisierung<br />
Flexibilität in der Integration dank umfangreichem<br />
Schnittstellenkonzept<br />
Polytec<br />
www.polytec.de<br />
In einer Zeit, in der Vernetzung,<br />
Effizienz und industrielle Digitalisierung<br />
eine immer größere Rolle in<br />
Fertigungsprozessen spielen, stehen<br />
Anwender vor immer komplexeren<br />
Herausforderungen bei der<br />
Auswahl von geeigneter Messtechnik.<br />
Ein Sensor muss nicht nur die<br />
messtechnischen Anforderungen<br />
erfüllen, sondern sich auch nahtlos<br />
in die vorhandene Prozessumgebung<br />
einfügen.<br />
Die neueste Generation<br />
der laserbasierten Längen- und<br />
Geschwindigkeitssensoren von<br />
Polytec ProSpeed LSV-2100 erfüllt<br />
nicht nur die höchsten messtechnischen<br />
Ansprüche an Genauigkeit<br />
und Zuverlässigkeit, sondern kann<br />
durch ihr umfangreiches Schnittstellenkonzept<br />
auch flexibel in jede Prozessumgebung<br />
integriert werden.<br />
Das bewährte Messprinzip nach<br />
dem Laser-Doppler-Verfahren ist<br />
komplett berührungslos und vermeidet<br />
daher mechanischen Verschleiß<br />
am Messgerät sowie Schlupf<br />
und Beschädigungen der Materialoberfläche.<br />
Beim Schnittstellenkonzept<br />
vereinen ProSpeed LSV zudem<br />
Bewährtes mit dem Modernen: Für<br />
die traditionelle Prozessintegration<br />
bieten ein Encoder-Ausgang und<br />
diverse digitale Ein- und Ausgänge<br />
das Höchstmaß an Zuverlässigkeit<br />
und Reaktionsgeschwindigkeit. Bei<br />
der Einbindung in moderne Prozessleitsysteme<br />
sorgen Ethernet, eine<br />
serielle Schnittstelle sowie verschiedene<br />
Feldbusprotokolle für maximale<br />
Flexibilität. Die komfortable Parametrierung<br />
per Web-Interface ist sogar<br />
völlig kabellos und ohne zusätzliche<br />
Software von jedem mobilen Endgerät<br />
aus möglich.<br />
Großen Messfeldtiefe<br />
Daher sind ProSpeed LSV in<br />
vielen Anwendungen die optimale<br />
Lösung: Etwa beim Wickeln und<br />
Schneiden von Drähten und Kabeln<br />
erzielen LSV mit ihrer großen Messfeldtiefe<br />
auch bei stark schwärmenden<br />
Materialien und unebenen<br />
Produktoberflächen immer zuverlässige<br />
Messergebnisse. Und während<br />
der Qualitätsprüfung von längsnahtgeschweißten<br />
Rohren liefern LSV<br />
die hochgenauen Positionsdaten<br />
für die Lokalisierung von Materialfehlern.<br />
Wie auch bei der Rotationskontrolle<br />
im Planetenschrägwalzwerk<br />
werden dafür zwei LSV<br />
senkrecht zueinander angeordnet,<br />
um sowohl die Vorschubgeschwindigkeit<br />
als auch die Rotation genau<br />
zu detektieren.<br />
Da Polytec LSV stets nur die<br />
Geschwindigkeit in der gewünschten<br />
Messrichtung erfassen, eignen<br />
sie sich ideal, um beide Geschwindigkeitskomponenten<br />
ohne störende<br />
Quereinflüssen zu messen. ◄<br />
Neue MachVis 5.2<br />
Qioptiq veröffentlicht die neue<br />
Version seiner Konfigurationssoftware<br />
für Industrieobjektive, Mach-<br />
Vis 5.2. Die kostenlose Software<br />
berechnet anhand Objektgröße,<br />
Arbeitsabstand, Sensorgröße und<br />
Kameraanschluss die optischen<br />
Parameter und schlägt aus dem<br />
umfangreichen Sortiment der<br />
renommierten Marken LINOS und<br />
Optem die geeigneten Machine-<br />
Vision-Objektive und -Systeme<br />
vor. Anwender und Systemintegratoren<br />
im Bereich der industriellen<br />
Bildverarbeitung profitieren<br />
von der zeitsparenden Auswahl<br />
und Konfiguration von High-End-<br />
Optiksystemen, zum Beispiel für<br />
die automatische optische Inspektion<br />
(AOI) in der Halbleiter- oder<br />
Elektronikindustrie.<br />
Um Nutzern die Entwicklung<br />
und Integration möglichst weitgehend<br />
zu erleichtern, werden<br />
alle 3-D-CAD-Modelle und<br />
technischen Informationen zu<br />
den Produkten bereitgestellt.<br />
Die Software ermittelt zudem<br />
das mechanische Zubehör, um<br />
Objektive und Systeme an Industriekameras<br />
anzuschließen, und<br />
erstellt entsprechende Komponentenlisten.<br />
Des Weiteren sind<br />
in MachVis seit der Version 5.0<br />
auch die zwei Mikroskopsysteme<br />
Optem FUSION und das hochauflösende<br />
mag.x system 125 integriert.<br />
Neu in der Version 5.2 sind<br />
die Optem-FUSION-SWIR-Serie<br />
und das hochauflösende Objektiv<br />
LINOS d.fine HR 2.4/128 3.33x<br />
mit Prismenmodul sowie zugehörige<br />
Tubussysteme für den<br />
Anschluss an entsprechende<br />
Industrie kameras.<br />
Excelitas Technologies Corp.<br />
www.excelitas.com<br />
32 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Miniprober kontaktiert viele Bauelemente<br />
Der HTT-Miniprober ist eine manuell zu bedienende Vorrichtung zum<br />
Kontaktieren von vereinzelten Halbleiterchips, Sensoren oder vergleichbaren<br />
elektronischen Miniaturbauteilen. Die Entwicklung bündelt die<br />
über 20-jährigen Erfahrungen der HTT-Mitarbeiter im Probecard-Bau<br />
und wird komplett in Dresden für die kundenspezifische Applikation<br />
angepasst und montiert. Einige Eigenschaften, die den HTT-Miniprober<br />
von manuellen Waferprobern unterscheiden:<br />
• geringer Platzbedarf<br />
• geringe Anschaffungskosten<br />
• geringe Lieferzeit (20 AT nach Freigabe der technischen<br />
Dokumentation)<br />
• kann in Kammern (Medien, Temperatur) oder an andere gewünschte<br />
Plätze verbracht und betrieben werden<br />
Der HTT-Miniprober besteht aus einem Proberunterteil und der<br />
Probecard. Die Probecard ist spezifisch für das jeweilige Bauteil<br />
und wird fest montiert. Der HTT-Miniprober wird von HTT so voreingestellt,<br />
dass der gewünschte Overtravel für das DUT bei handfest<br />
angezogener Z-Schraube erreicht wird. Zum Laden des DUTs kann<br />
der Kreuztisch unter der Probecard hervorgezogen werden. Für das<br />
Einjustieren der Probecard über dem DUT auf die Kontakt-Pads ist<br />
der Miniprober unter einem geeigneten Labormikroskop zu platzieren.<br />
Die Justage kann nun in Richtung X-, Y- und „Phi“ (Verdrehung)<br />
erfolgen. Die einmal vorgenommene Justage ist für das folgende DUT<br />
reproduzierbar, sofern die Sägegenauigkeit der DUTs das zulässt.<br />
HTT High Tech Trade GmbH<br />
www.httgroup.eu<br />
Schutz betriebskritischer Anlagen<br />
unterstützen sie Modbus, IO-Link<br />
und 5G. Angetrieben werden die<br />
beiden Sensorik-Devices vom intelligenten<br />
Langyang-Primate-AIoC-<br />
AI-Chip, der bereits in diversen Predictive-Maintenance-Applikationen<br />
zum Einsatz kommt.<br />
LangYang Technologies bietet ein<br />
breites Produktportfolio für Maintenance-Applikationen<br />
– von tragbaren<br />
Hightech Devices bis hin zu<br />
hervorragender Software. Die brandneue,<br />
intelligente xSensus-Monitoring-Box<br />
überwacht die Betriebsbedingungen<br />
von Apparaturen, um so<br />
potenzielle Fehler erkennen zu können.<br />
Damit reduziert sie außerdem<br />
die Risiken des Anlagenbetriebs<br />
und der anfallenden Wartungen.<br />
Die umfangreiche und sehr wirtschaftliche<br />
Lösung von LangYang<br />
Technologies schützt betriebskritische<br />
Anlagen und hält deren Betrieb<br />
aufrecht. Dabei können Kunden auf<br />
zwei Varianten zurückgreifen, die<br />
sich hinsichtlich ihrer eingesetzten<br />
Vibrationssensorik unterscheiden.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Die Sensorik von xSensus AIR und<br />
PRO<br />
Die beiden LangYang-Devices<br />
sind mit einigen Best-in-Class-Sensoren<br />
ausgestattet, deren Genauigkeit<br />
Anwender überzeugen werden.<br />
Dazu zählen der IM69DI30 Sound-<br />
Sensor von Infineon für extrem<br />
genaues Akkustik-Monitoring, der<br />
ADT7410 Temperatur-Sensor von<br />
Analog Devices und der BMMI50<br />
Magnetfeld-Sensor von Bosch.<br />
Beim Vibrationssensor unterscheiden<br />
sich die beiden Devices hinsichtlich<br />
ihrer Leistungsfähigkeit.<br />
Währende der xSensus AIR den<br />
ADXL356/357 von Analag Devices<br />
verwendet, setzt der PRO auf den<br />
ADcmXL3021, ebenfalls aus dem<br />
Hause ADI. Der AIR arbeitet dabei<br />
mit einer Bandbreite von bis zu 5,5<br />
kHz, der PRO erreicht sogar bis zu<br />
10 kHz und ist dadurch imstande,<br />
auch höherfrequente Vibrationen<br />
(z.B. durch Reiben, Quietschen<br />
oder Schleifen) zu erfassen. Beim<br />
Messbereich sticht bereits der AIR<br />
mit einer beachtlichen Schwingungsamplitude<br />
von +/-40 g hervor. Doch<br />
der PRO-Sensor geht hier noch weiter<br />
und erreicht +/-50 g.<br />
Konnektivität und Intelligenz<br />
xSensus AIR und PRO setzen bei<br />
der Konnektivität auf Breite und verständigen<br />
sich sowohl via LPWAN<br />
(NB-IoT, Sigfox, LoRaWAN) als auch<br />
mit WiFi und 4G (Cat.1). Außerden<br />
Key Features der xSensus AIR und<br />
PRO<br />
• Sensor fusion technologies: vibration,<br />
magnetic field, temperature,<br />
sound sensors<br />
• Edge AI: based on LANGYANG<br />
embedded AI chip<br />
• Advanced algorithms: combined<br />
common signal processing and<br />
ML algorithms on AI chip<br />
• Superior accuracy: best-in-classsensors<br />
(high dynamic range and<br />
exceptional SNR for vibration analysis<br />
& high performance acoustic<br />
emission detection)<br />
• Ultra-low-power: battery-powered<br />
• IP67 enclosure<br />
• very compact form factor (external<br />
and under hood mouting)<br />
• easy to install, use and maintain<br />
CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
33
Qualifikation und Fehleranalyse von Lötstellen<br />
Tiefgehende zerstörungsfreie und zerstörende Methoden zur Untersuchung von Lötstellen<br />
Dipl.-Ing. Ralf-Samuel Kühne<br />
Senior Manager Analytics<br />
HTV Conservation GmbH<br />
info@htv-gmbh.de<br />
www.htv-gmbh.de<br />
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Schnitt durch das 3D-CT-Volumen einer BGA-Löststellenreihe mit gerissener Lötstelle (markiert)<br />
Aufgrund der immensen Bedeutung<br />
von Lötstellen für die ordnungsgemäße<br />
Funktionalität einer Baugruppe<br />
ist die Überprüfung der Qualität<br />
und Zuverlässigkeit derselben<br />
unerlässlich. Bekanntermaßen ist<br />
ein System immer nur so zuverlässig<br />
wie das schwächste Glied, sodass<br />
das Versagen einer Lötstelle nicht<br />
selten komplette Systemausfälle<br />
zur Folge hat. Daher ist die Überprüfung<br />
der (Muster-)Baugruppen<br />
auf Einhalten der Spezifikationen<br />
sowie im Fehlerfall das Erkennen<br />
und Verstehen des Fehlerbildes von<br />
essentieller Bedeutung.<br />
Zur Qualitätskontrolle oder<br />
Fehleranalyse<br />
stehen bei HTV dank moderner<br />
Technologien verschiedene Methoden<br />
zur Verfügung. Zunächst seien<br />
zerstörungsfreie Prüfungen genannt,<br />
welche gegebenenfalls eine Weiterverwendung<br />
des Prüflings erlauben<br />
oder zusätzliche, unter Umständen<br />
auch zerstörende, Prüfungen im<br />
Nachgang ermöglichen.<br />
Hierzu zählt im einfachsten Falle<br />
die visuelle Inspektion. Äußerlich<br />
erkennbare Defekte oder im Kontext<br />
der Qualitätskontrolle „Merkmale“,<br />
können häufig leicht erkannt<br />
und mit etwas Erfahrung auch interpretiert<br />
werden. Eine offene Verbindung<br />
oder nicht aufgeschmolzene<br />
Lotpaste können beispielsweise<br />
meist schon mit bloßem Auge oder<br />
unter Zuhilfenahme einfacher Hilfsmittel<br />
wie beispielsweise einer Lupe<br />
oder einem Fotoapparat mit Zoom-<br />
Funktion erkannt werden.<br />
Mittels Mikroskop oder Endoskop<br />
lassen sich dann auch kleinere<br />
oder schwer zugängliche Auffälligkeiten<br />
wie Beschädigungen, Risse<br />
oder Fremdkörper auf der Oberfläche<br />
darstellen.<br />
Zur Bewertung der Lötstellen<br />
und auch anderer Strukturen einer<br />
Leiterplatten-Baugruppe empfiehlt<br />
sich die IPC-A-610-Richtlinie. Diese<br />
befasst sich mit vielen typischen<br />
Eigenschaften von Baugruppen<br />
und hat einerseits zum Ziel, eine<br />
zuverlässige Baugruppe freizugeben,<br />
andererseits auch unnötige<br />
Reparaturen oder Verschrottung<br />
durch unkritische „Auffälligkeiten“,<br />
die eher kosmetischen Charakter<br />
haben, zu vermeiden.<br />
Durch die internationale Anerkennung<br />
dieser Richtlinie können<br />
Lieferant und Anwender die gleiche<br />
„Sprache“ sprechen. Idealerweise<br />
sind die Prüfenden zu „Certified<br />
IPC Specialists“ ausgebildet,<br />
wodurch die korrekte Anwendung<br />
der Richtlinie sichergestellt wird.<br />
Dafür notwendige IPC Trainings<br />
können auch mit praxiserfahrenen<br />
Trainern vor Ort absolviert werden.<br />
Da die IPC-A-610 jedoch die Weiterverwendung<br />
der Baugruppe zum<br />
Ziel hat und daher fast ausschließlich<br />
auf eine zerstörungs- und manipulationsfreie<br />
visuelle Inspektion setzt,<br />
sind die Erkenntnisse aus einer entsprechenden<br />
Prüfung begrenzt.<br />
Für sprichwörtlich tieferen<br />
Einblick<br />
in das Prüfobjekt bietet sich die<br />
Röntgendurchstrahl-Prüfung an.<br />
Hierbei wird, wie aus der Medizintechnik<br />
bekannt, der zu prüfende<br />
Bereich zwischen eine Röntgenquelle,<br />
meist eine Röntgenröhre,<br />
und einen Detektor gebracht. Unterschiedliche<br />
Materialien absorbieren<br />
die Röntgenstrahlung unterschiedlich<br />
stark, sodass in dem Detektor-<br />
Schliff durch BGA-Lötstelle mit Nicht-Benetzung auf der<br />
Leiterplattenseite<br />
34 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
bild eine Projektion des gesamten<br />
durchleuchteten Bereichs sichtbar<br />
wird. In der Elektronikindustrie<br />
vielfach verwendete Materialien für<br />
Leiter und Isolatoren weisen glücklicherweise<br />
häufig einen hohen Kontrast<br />
in der Durchstrahlprüfung auf,<br />
sodass sich entsprechende Proben<br />
sehr gut untersuchen lassen.<br />
Das Lot einer Lötstelle hebt sich<br />
beispielsweise sehr deutlich von<br />
den benachbarten Dielektrika wie<br />
Bauteilgehäuse, Leiterplattenmaterial<br />
oder Baugruppenverguss<br />
aus Kunststoff ab. Entsprechend<br />
ist mittels Röntgeninspektion auch<br />
die Untersuchung hinsichtlich Kontaktunterbrechungen<br />
oder Kurzschlüssen,<br />
seien sie durch Deformation<br />
oder Fremdkörper verursacht,<br />
möglich.<br />
Neben dem zweidimensionalen<br />
Projektionsbild kann mit den eingesetzten<br />
hochmodernen Röntgeninspektionssystemen<br />
auch ein<br />
dreidimensionales Modell mittels<br />
Computertomographie rekonstruiert<br />
werden. Hierzu wird die Probe<br />
im Strahlengang schrittweise oder<br />
kontinuierlich gedreht und mehrere<br />
hundert Aufnahmen angefertigt. Aus<br />
diesen Aufnahmen errechnet eine<br />
Software dann das dreidimensionale<br />
Model, in dem sich dann frei bewegt<br />
und beliebige Schnitte gelegt werden<br />
können.<br />
Eine weitere zerstörungsfreie<br />
Analysemethode<br />
auf Basis der Röntgentechnologie<br />
ist die sogenannte Röntgenfluoreszenz-Analyse<br />
(kurz: RFA,<br />
engl. X-ray fluorescence spectroscopy,<br />
kurz: XRF). Mittels RFA<br />
lassen sich unbekannte Substanzen<br />
elementspezifisch qualitativ<br />
und quantitativ identifizieren. So<br />
ist es beispielsweise möglich, eine<br />
Legierung auf ihre Inhaltstoffe und<br />
Zusammensetzung hin zu überprüfen.<br />
Ein typisches Beispiel hierfür<br />
wäre die Prüfung einer Lötstelle hinsichtlich<br />
Bleifreiheit. In dem akkreditierten<br />
Prüflabor (DIN EN ISO/<br />
IEC 17025:2018) kann mittels RFA<br />
auch ermittelt werden, ob spezifische<br />
Schichtstärken gemäß Vorgabe<br />
eingehalten werden.<br />
Neben den materialanalytischen<br />
Methoden finden in der Qualitätsund<br />
Fehleranalyse beim Test- und<br />
Analyse-Spezialisten auch elektrische<br />
Messungen Anwendung.<br />
Als prominentes Beispiel sei hier<br />
1/<strong>2021</strong><br />
die Kontaktwiderstandsmessung<br />
oder auch komplette Funktionsprüfungen<br />
genannt, welche einerseits<br />
bei der Qualitätskontrolle interessant<br />
sein können, andererseits auch bei<br />
(Feld-)Ausfällen zur Aufklärung der<br />
Fehlerursache beitragen.<br />
Mittels zerstörenden Analysen<br />
lassen sich meist noch mehr Merkmale<br />
eine Probe prüfen beziehungsweise<br />
Fehlerbilder deutlicher oder<br />
eindeutiger darstellen. Grundlage<br />
bildet hier häufig die Anfertigung<br />
metallographischer Schliffproben.<br />
Die so im Analytiklabor erstellten<br />
Schliffbilder lassen sich zunächst<br />
ebenfalls visuell beziehungsweise<br />
lichtmikroskopisch untersuchen.<br />
Mittels Rasterelektronenmikroskopie-Systemen<br />
(REM) sind dann<br />
jedoch weitere Untersuchungen bei<br />
deutlich höheren Vergrößerungen<br />
möglich, was insbesondere an<br />
Grenzflächen von beispielsweise<br />
Beschichtungen oder Lötstellen aufschlussreich<br />
sein kann. In Kombination<br />
mit einer Röntgenspektroskopie<br />
wie beispielsweise EDX kann dann<br />
zusätzlich, ähnlich wie bei der RFA,<br />
eine elementspezifische Materialanalyse,<br />
diesmal jedoch auf Mikrometerebene,<br />
durchgeführt werden. So<br />
lassen sich beispielsweis Konzentrationsverläufe<br />
von Phosphor in einer<br />
Nickel-Zwischenschicht darstellen.<br />
Dies kann insbesondere im Rahmen<br />
einer Untersuchung hinsichtlich<br />
Black-Pad-Effekten zielführend<br />
sein. Beim Black-Pad-Effekt korrodiert<br />
das Nickel unter der Goldschicht<br />
eines ENIG-Finish, was zur<br />
Folge haben kann, dass die Lötstellen<br />
sich an dieser Stelle lösen. Es<br />
bleibt dann eine namensgebende,<br />
durch das korrodierte Nickel schwarz<br />
erscheinende, Landefläche zurück.<br />
Auch wenn keine Bauteile von der<br />
Leiterplatte abfallen, können Hinweise<br />
auf diesen Effekt im Schliffbild<br />
mittels REM/EDX-Analyse dargestellt<br />
werden.<br />
Der Dye and Pull Test<br />
ist eine weitere Möglichkeit der<br />
Fehlereinkreisung. Werden fehlerhafte<br />
Lötstellen an BGA-Bauteilen<br />
vermutet, aber eine Lokalisierung<br />
beziehungsweise Identifizierung<br />
der entsprechenden Lötstelle<br />
ist nicht erfolgreich, kann im<br />
Analyselabor auch eine Untersuchung<br />
gemäß IPC-TM-650 Methode<br />
2.4.53, dem sogenannten Dye and<br />
Pull Test, erfolgen.<br />
Detailansicht der Leiterplatte nach einem „Dye and Pull Test“, rote<br />
Farbe auf dem BGA-Ball indiziert fehlerhafte Lötstelle<br />
Hierbei wird spezielle Farbe in<br />
den Bereich um das suspekte Bauteil<br />
aufgebracht und mittels Vakuumunterstützung<br />
das Eindringen<br />
der Farbe in Defekte wie beispielsweise<br />
Risse forciert. Anschließend<br />
wird das Bauteil mechanisch vertikal<br />
von der Baugruppe gezogen<br />
und die Lötstellen visuell inspiziert.<br />
Ist Farbe auf den „Bruchflächen“<br />
zu sehen, lag der Defekt schon vor<br />
dem Abziehen des Bauteils vor.<br />
Vorteil dieser Methode ist, dass so<br />
alle Lötstellen gleichzeitig untersucht<br />
und so Korrelationen wie beispielsweise<br />
durch mechanische Verspannungen<br />
gerissene BGA-Balls, die<br />
nur in den Ecken des Bauteils auftreten,<br />
aufgedeckt werden können.<br />
Lebensdauer- und<br />
Umweltprüfungen<br />
sind ein weiterer Aspekt der Qualitätssicherung<br />
bzw. Qualifizierung<br />
im Analytiklabor. Hierbei werden die<br />
Prüflinge gezielt harschen Bedingungen<br />
wie erhöhter Temperatur<br />
und Feuchte, Temperaturwechselzyklen<br />
und/oder Schadgasen ausgesetzt<br />
und deren Einfluss auf die<br />
Lötstellen dann mittels der oben<br />
genannten Analysemethoden untersucht<br />
und dokumentiert.<br />
Ergänzend kann hier auch die<br />
Untersuchung von Rohbauteilen<br />
und Rohleiterplatten mittels Lötbarkeitstest<br />
durchgeführt werden.<br />
Diese Tests sind in einschlägigen<br />
Normen wie J-STD-002,<br />
J-STD-003, DIN IEC 60068-2-20<br />
und DIN EN 60068-2-69 beschrieben.<br />
Durch systematische Untersuchungen<br />
kann so beispielsweise die<br />
Ursache einer Lötstörung aufgeklärt<br />
werden, indem Fragen wie, „Liegt es<br />
an der Leiterplatte oder dem Bauteil?“<br />
oder „Lässt sich der Lötkontakt<br />
nach einer bestimmten Behandlung<br />
genauso gut löten wie im Anlieferzustand?“<br />
geklärt werden.<br />
Dieses Vorgehen ist entsprechend<br />
nicht nur auf die Qualifikation<br />
von Produkten beschränkt,<br />
sondern kann auch in der Qualitätskontrolle<br />
und sogar der Fehleranalytik<br />
eingesetzt werden, indem beispielsweise<br />
eine Hypothese durch<br />
die Reproduktion der potentiellen<br />
Ausfallbedingungen bestätigt oder<br />
widerlegt wird.<br />
Fazit:<br />
Durch die zahlreichen analytischen<br />
Methoden ist es bei HTV<br />
möglich, sehr tiefgehenden Einblick<br />
in die Qualität einer Lötstelle<br />
zu erlangen. Es ist sowohl möglich,<br />
bereits aufgetretene Fehler zu<br />
analysieren, als auch Schwachstellen<br />
schon vor dem Auftreten eines<br />
Defekts zu erkennen und zu untersuchen.<br />
Neben sehr unterschiedlichen<br />
und modernen Analytik-Methoden<br />
steht auch die Erfahrung vieler<br />
Experten mit unterschiedlichsten<br />
interdisziplinären Hintergründen<br />
zur Interpretation der Ergebnisse<br />
zur Verfügung.<br />
Auch wenn der Aufwand zur Analyse<br />
von Lötstellen teilweise sehr<br />
hoch erscheint, ist er ins besonders<br />
im Rahmen von (Erstmuster-)<br />
Qualifikationen oder Fehleranalyse<br />
langfristig häufig die nachhaltigere<br />
Investition. ◄<br />
35
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Überwachung von repetitiven<br />
Fertigungsprozessen<br />
Der Messverstärker und Signalkonditionierer<br />
Modell 410C01 eignet<br />
sich in Kombination mit den piezoelektrischen<br />
Kraft- und Dehnungssensoren<br />
von PCB zur Überwachung<br />
und Aufzeichnung des Kraftflusses<br />
bei repetitiven Füge-, Form- oder<br />
Schneidprozessen. Dies hilft dabei,<br />
an Verformungsmaschinen die auftretenden<br />
Kraftspitzen zu erkennen<br />
und somit unter anderem verfrühten<br />
Verschleiß entgegenzuwirken.<br />
Das Gerät ist mit einem ICP/<br />
IEPE-Eingang ausgestattet, an den<br />
Kraft-, Dehnungs- oder Drucksensoren<br />
angeschlossen werden können.<br />
Dank der einstellbaren AC/DC-<br />
Kopplung und der großen Frequenzbandbreite<br />
können quasistatische<br />
und hochdynamische Messungen<br />
durchgeführt werden.<br />
Das Gerät lässt sich mit dem<br />
Maschinenzyklus synchronisieren,<br />
die Analogausgänge für das<br />
Messsignal und den Spitzenwert<br />
(Halteausgang) lassen sich an eine<br />
SPS weiterleiten.<br />
Mithilfe einer kostenlosen Software<br />
kann der Signalkonditionierer<br />
konfiguriert werden. Einstellbar sind<br />
darüber der Nullpunkt, die Signalpolarität<br />
und der Verstärkungs faktor.<br />
Während der Konfiguration kann<br />
man die gemessen Signale auch<br />
visualisieren.<br />
Eine Kombinationsmöglichkeit zur<br />
Überwachung und Aufzeichnung<br />
des Kraftflusses bieten die Dehnungssensoren<br />
der Serie RHM240.<br />
Diese wurden speziell für den Einsatz<br />
in industrieller Umgebung<br />
entwickelt. Die Sensoren mit ICP/<br />
IEPE-Ausgang stehen mit unterschiedlichen<br />
Messbereichen zur<br />
Verfügung. Die Montage der Aufnehmer<br />
erfolgt über eine zentrale<br />
Durchgangsschraube im Kraftnebenschluss<br />
abseits des direkten<br />
Kraftflusses. ◄<br />
PCB Synotech GmbH<br />
www.synotech.de<br />
Weitere Informationen unter: www.synotech.de/prozessueberwachung<br />
Federkontakte mit Sonderbeschichtungen<br />
In der Standardausführung sind Federkontaktstifte mit Gold beschichtet,<br />
da es eine exzellente elektrische Leitfähigkeit hat und einen hohen<br />
Schutz vor Korrosion und Oxidation bietet. Dabei werden die Stifthülse<br />
und der Kolben eines Federkontaktes üblicherweise doppelt<br />
beschichtet. Applikationsbedingt kann die N&H Technology GmbH<br />
auch andere Edelmetall-Beschichtungen wie Nickel, Palladium-Nickel,<br />
Messing und Palladium Cobalt in silber und schwarz anbieten. Auch<br />
die partielle Beschichtung einzelner Bauteile, wie nur der Kolben oder<br />
die Stifthülse, sind möglich. In diesem Zusammenhang besonders<br />
interessant, sind Federkontakte mit der Super AP-Beschichtung, die<br />
N&H Technology als Sonderbeschichtung anbietet. Diese Nickel-freie<br />
Beschichtung ist extrem widerstandsfähig gegen elektrolytische bzw.<br />
galvanische Korrosion, bei gleichzeitig äußerst geringem Widerstand.<br />
Im Vergleich zur Standardbeschichtung Gold weist sie eine doppelt<br />
erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Salzwasser und Transpiration,<br />
sowie eine um Faktor 30 erhöhte Robustheit gegen Elektrolyse auf.<br />
Anwendung findet diese Beschichtung besonders bei rauen Einsatzbedingungen<br />
im Outdoor- und Industriebereich. Die Ingenieure von<br />
N&H Technology beraten ihre Kunden ausführlich zu diesem Thema.<br />
N&H Technology GmbH<br />
www.nh-technology.de<br />
36 1/<strong>2021</strong>
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Kleinste elektrische Markiereinheit zur<br />
Kennzeichnung von Leiterplatten<br />
Die neue Markiereinheit von Ingun beeindruckt durch ihre äußerst kleine Bauweise. Eine austauschbare<br />
Graviereinheit sorgt für einen einfachen, schnellen und werkzeuglosen Austausch verbrauchter Einheiten.<br />
eine präzise und stufenlose Positionierbarkeit.<br />
Der Weitbereichseingang<br />
mit einer Betriebsspannung<br />
von 6 bis 42 V DC stellt eine<br />
einfache und sichere Nutzung mit<br />
allen gängigen Testsystemen sicher.<br />
Im Gegensatz zu herkömmlichen<br />
Verbindungstechniken ermöglicht<br />
die Steckverbindung mit Buchsenleiste<br />
einen zerstörungsfrei lösbaren<br />
Spannungsanschluss.<br />
Für den Selbstausbau<br />
verfügbar<br />
Die Markiereinheit ist als Ausbauzubehör<br />
für den Selbstausbau<br />
verfügbar oder kann bei Bedarf in<br />
einen ausgebauten Ingun-Prüfadapter<br />
eingebaut werden. ◄<br />
Best of 2020<br />
Ingun Prüfmittelbau GmbH<br />
www.ingun.com<br />
Die elektrische Markiereinheit<br />
von Ingun ist für die prozesssichere<br />
Kennzeichnung „gut“-geprüfter Leiterplatten,<br />
nichtgehärteter Metalle<br />
oder elektronischer Baugruppen vorgesehen.<br />
Hierfür wird ein Kreis mit<br />
einem Durchmesser von 2 mm dauerhaft<br />
auf den Prüfling eingraviert.<br />
Vielzahl an Leistungsmerkmalen<br />
Die neue elektrische Markiereinheit<br />
zeichnet sich durch eine Vielzahl<br />
an Leistungsmerkmalen aus.<br />
Durch die äußerst kleine Außenabmessung<br />
wird eine deutliche<br />
Platzersparnis im Adapterausbau<br />
erreicht. Zudem besteht die Markiereinheit<br />
aus zwei Baugruppen: der<br />
fest installierten Kontakthülse und<br />
der austauschbaren Graviereinheit.<br />
Einfacher Austausch<br />
Dies gewährleistet einen schnellen<br />
und einfachen Austausch verbrauchter<br />
Einheiten ohne Werkzeug,<br />
denn die Hülse verbleibt angeschlossen<br />
im Prüfadapter. Hierdurch<br />
werden Zeit- und Kosten im<br />
Prüfprozess eingespart. Ein durchgehendes<br />
Außengewinde sorgt für<br />
Laserdioden Testsystem<br />
Extrem kurze Pulse ab µs<br />
Ströme bis mA<br />
Eingnge fr Foto-Sensoren<br />
Alle Funktionen frei programmierbar<br />
www.vxinstruments.com/laser-testsystem<br />
1/<strong>2021</strong><br />
37
Qualitätssicherung/Messtechnik<br />
Relevante Messmethoden in der EPA-Zone<br />
Im ESD-Bereich sind regelmäßige Messungen und Überprüfungen unumgänglich.<br />
TeraResist 8000<br />
Der überwiegende Teil aller Messungen<br />
im Zusammenhang mit<br />
ESD umfasst drei typische Messmethoden:<br />
• Widerstandsmessung<br />
• Messung elektrostatischer Aufladung<br />
und Felder<br />
• Messung von elektrostatischen<br />
Entladungen<br />
Dazu gibt es noch unterstützende<br />
Messungen der Umgebungsfaktoren:<br />
• Temperaturmessung<br />
• Messung der relativen Luftfeuchte<br />
ESD-Schäden vorbeugen<br />
Mit den folgenden Messgeräten<br />
können Sie ESD-Schäden vorbeugen:<br />
• Widerstandsmessung mit dem<br />
Tera-Ohmmeter TeraResist 8000<br />
Der TeraResist 8000 ist ein Ohmmeter<br />
zur Messung von Oberflächenund<br />
Ableitwiderständen sowie zur<br />
Feuchte- und Temperaturmessung.<br />
Die Bedienung erfolgt über einen<br />
farbigen Touchscreen. Es gibt vier<br />
feste Messpannungen: 10, 100, 500<br />
und 1000 V. Die Auto-Messspannungsfunktion<br />
schaltet die Messspannung<br />
automatisch um. Die<br />
Timer-Funktion lässt Anwender über<br />
einen definierten Zeitraum messen.<br />
Ein interner Speicher behält sämtliche<br />
Messwerte, welche man über<br />
die USB-Schnittstelle per Datenexport<br />
an den PC senden kann. Die<br />
mitgelieferte Software importiert und<br />
visualisiert die Messwerte.<br />
• Breakdown-Widerstandsmessung<br />
mit dem TeraResist 8000<br />
Einige Materialien verändern<br />
ihren Widerstand in Abhängigkeit<br />
der Messspannung. Somit werden<br />
bei Widerstandsmessungen<br />
mit unterschiedlichen Messspannungen<br />
manchmal stark abweichende<br />
Widerstandswerte gemessen.<br />
Der neue TeraResist 8000<br />
kann ermitteln, ab welcher Messspannung<br />
dieser Umschlag (Breakdown)<br />
erfolgt. Dabei wird eine Messspannung<br />
in 50-V-Schritten von 10<br />
auf 1000 V hochgefahren und dabei<br />
der Widerstand laufend gemessen.<br />
Kommt es dabei zu einem Breakdown,<br />
sinkt der Widerstand plötzlich<br />
(>50 %). Dieser Punkt wird festgehalten<br />
als Breakdown Voltage.<br />
Dazu passend erhältlich sind die<br />
neuen Messelektroden (auch im Kofferset)<br />
von ESD-Protect zur Messung<br />
von Oberflächenwiderstand<br />
und Volumenwiderstand nach DIN<br />
IEC 61340-4-1 und IEC 61340-2-3.<br />
BGT-Vision 600<br />
• Walking Test/Begehtest mit<br />
dem BGT Visio 600 mit Display<br />
Der BGT Visio 600 ist ein tragbares<br />
Messsystem mit großem Display<br />
zur Durchführung eines Walking-Tests,<br />
um die Funktionsfähigkeit<br />
des ESD-Bodens zu überprüfen.<br />
Dieser Test ist in der neusten<br />
Ausgabe der ESD-Norm beschrieben.<br />
Mit diesem Gerät werden<br />
gemäß der DIN EN 61340-4-5 am<br />
menschlichen Körper angesammelte<br />
Ladungspegel analysiert und direkt<br />
auf dem Display angezeigt. Es ist<br />
ein hochpräzises Elektrofeldmeter<br />
für den Begehtest mit Anzeige und<br />
Archivierung mittels Tablets. Über<br />
die installierte Software werden die<br />
Messungen direkt auf dem großen<br />
Display des Tablets dargestellt, und<br />
die aufgenommenen Daten können<br />
als Messkurve auf dem Tablet<br />
gespeichert und archiviert werden.<br />
• Entladungsmessungen mit dem<br />
SCS-EYE-Meter<br />
Das EYE-Meter ist ein universelles,<br />
modular aufgebautes Testund<br />
Messgerät mit nahezu unbegrenzten<br />
Einsatzmöglichkeiten, ein<br />
Messsystem zur Erfassung von<br />
ESD-Ereignissen. Das EYE-Meter<br />
erkennt, zählt und misst ESD-Ereignisse,<br />
die Fehler an Bauteilen verursachen<br />
können. Gerade bei Steckkontakten<br />
oder der Verarbeitung von<br />
Kabelbäumen sind plötzliche hohe<br />
Entladungen bis zu 4 kV keine Seltenheit.<br />
Zudem können Entladungen<br />
gegen Erde nachvollzogen werden.<br />
Diese ESD-Events werden durch<br />
das EYE-Meter sichtbar. Dabei<br />
berechnet das Gerät die Ereignisgröße<br />
für das Charged Device Model<br />
EYE-Meter<br />
(CDM), das Human Body Model<br />
(HBM) und das Maschinenmodell<br />
(MM). Alle Messungen werden auf<br />
einer Micro-SD Karte aufgezeichnet<br />
und können somit auf jeden PC<br />
geladen werden zur weiteren Verarbeitung<br />
oder Archivierung. Mit<br />
weiteren optional erhältlichen Aufsätzen<br />
(Sensoren) wird das EYE-<br />
Meter zum tragbaren Detektor für<br />
die Erfassung von ESD-Ereignissen<br />
(Entladungen) und von elektromagnetischen<br />
Feldern. Mit zusätzlichen<br />
Antennen können die ESD-<br />
Ereignisse auch in sich bewegenden<br />
Maschinen festgestellt werden, an<br />
Stellen, an denen das Messen mit<br />
einem Handgerät unmöglich ist.<br />
• All-in-One: die ESD-Audit-Koffer<br />
von ESD-Protect<br />
In den ESD-Audit-Koffern von<br />
ESD-Protect sind alle relevanten<br />
Messgeräte sowie das notwendige<br />
Zubehör im Set zusammengefasst,<br />
also alles, was man für erfolgreiche<br />
Messungen in der EPA-Zone benötigt.<br />
Ganz praktisch ist dies auch<br />
mit abnehmbarem Trolley erhältlich.<br />
ESD-Protect GmbH<br />
www.esd-protect.de<br />
38 1/<strong>2021</strong>
Beschichten/Lackieren/Vergießen<br />
Neue Mikrowellentechnologie für ultraschnelle<br />
Aushärte- und Prozesszeiten<br />
Best of 2020<br />
Rampf Holding<br />
GmbH & Co. KG<br />
info@rampf-group.com<br />
www.rampf-group.com<br />
Mit der neuen modularen Mikrowellentechnologie<br />
RAKU Microwave<br />
Curing von Rampf werden ultraschnelle<br />
Aushärte- und Prozesszeiten<br />
beim Mischen und Dosieren<br />
von Dichtungssystemen, Klebstoffen<br />
und Vergussmassen erzielt.<br />
Im Mittelpunkt der bahnbrechenden<br />
Innovation steht die thermische<br />
Aktivierung von ein- und zweikomponentigen<br />
Kunststoffsystemen mittels<br />
Mikrowellenstrahlung. Die Aushärtedauer<br />
von Dichtungssystemen,<br />
Klebstoffen und Vergussmassen ist<br />
entscheidend für kürzere Takt- und<br />
Durchlaufzeiten. Mit der neuen, zur<br />
Patentierung anstehenden Mikrowellentechnologie<br />
RAKU Microwave<br />
Curing von Rampf kann die<br />
Reaktivität von ein- und zweikomponentigen<br />
Kunststoffsystemen<br />
auf Basis von Polyurethan, Epoxid<br />
und Silikon bis um das Vierfache<br />
erhöht werden. Dabei wird<br />
das Material direkt nach der Austragsdüse<br />
über elektromagnetische<br />
Wellen thermisch aktiviert, bevor<br />
es auf das Bauteil appliziert wird.<br />
Die Strahlung wird via Wellenleiter<br />
zur Aktivierungszone übertragen<br />
und nur einen Sekundenbruchteil<br />
appliziert. Viskosität und Reaktivität<br />
sind damit stufenlos und direkt<br />
im Prozess sehr schnell und flexibel<br />
regulierbar.<br />
Aufgrund der geringeren<br />
Aushärte- und Prozesszeiten<br />
werden die Durchlaufzeiten und<br />
somit die Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses<br />
deutlich verbessert.<br />
Hersteller profitieren zudem von<br />
Zeit- und Lagerkostenersparnissen<br />
sowie einer Reduzierung von Prozessschritten.<br />
Die Handlingsfestigkeit<br />
wird wesentlich früher erreicht,<br />
wodurch das Bauteil früher belastet<br />
und einem weiteren Verarbeitungsschritt<br />
zugeführt werden kann. In vielen<br />
Fällen kann der Temperzyklus<br />
durch die Mikrowellenerwärmung<br />
deutlich verkürzt werden. Im Idealfall<br />
kann sogar ganz auf einen Temperofen<br />
verzichtet werden.<br />
Bei zweikomponentigen Reaktionsharzen<br />
wird durch die Anpassung<br />
der Materialformulierung dessen<br />
Wechselwirkung mit der Mikrowellenstrahlung<br />
zusätzlich verbessert.<br />
Das garantiert für jede Kundenanwendung<br />
die optimale Kombination<br />
aus Reaktionsharz und Mischund<br />
Dosieranlage.<br />
Ein weiterer Vorteil<br />
ist die höhere Maschinenverfügbarkeit.<br />
In einer Zweikomponenten-Niederdruckmaschine<br />
erfolgt<br />
die Vermischung und Aktivierung<br />
des Materials üblicherweise in<br />
einem Schritt. RAKU Microwave<br />
Curing schafft nun es erstmals,<br />
den Misch- und Aktivierungsprozess<br />
zu trennen. Dadurch reduziert<br />
sich die Verschmutzung im Mischkopf<br />
signifikant, wodurch sich wiederum<br />
die Anzahl der Spülvorgänge<br />
verringert. ◄<br />
1/<strong>2021</strong><br />
39
Dosiertechnik<br />
Versiegeln und kleben aufs Gramm genau<br />
Mit dem Tartler-Dosiermischkopf LV 2/2 mit integrierter Wägezelle lassen sich punktgenau niederviskose<br />
Mischungen in winzigen Schussmengen auftragen.<br />
Blick auf das vierfarbige Touchpanel des Dosiermischkopfs LV2/2<br />
Ein intelligentes Präzisionssystem für die Kleinmengenverarbeitung<br />
von Mehrkomponenten-Kunststoffen ist der Dosiermischkopf LV 2/2<br />
Video: youtu.be/SoAJ3A0wwkY<br />
Autor:<br />
Alexander Regenhardt<br />
Freier Fachjournalist,<br />
Darmstadt<br />
Tartler GmbH<br />
info@tartler.com<br />
www.tartler.com<br />
In vielen industriellen Montageprozessen<br />
gehören die Minimalmengen-Dosierung<br />
und Kleinstmengen-<br />
Applikation von Mehrkomponenten-<br />
Kunststoffen zu den Schlüsselverfahren.<br />
Insbesondere im Elektround<br />
Elektronikverguss sowie in<br />
Klebe- und Dichtungstechnik stehen<br />
diese Themen oft im Zentrum<br />
des Geschehens. Speziell abgestimmt<br />
auf den Einsatz in diesen<br />
Bereichen ist der Tartler-Dosiermischkopf<br />
LV 2/2 mit integrierter<br />
Wägezelle. Punktgenau lassen sich<br />
damit niederviskose Mischungen in<br />
winzigen Schussmengen von 1 bis<br />
10 g auftragen.<br />
Etablierter Dosiermischkopf<br />
Der Dosiermischkopf LV 2/2 von<br />
Tartler findet, obgleich erst Mitte<br />
des vergangenen Jahres vorgestellt,<br />
heute bereits in zahlreichen<br />
industriellen Produktionsprozessen<br />
seinen Einsatz. So bildet er<br />
zum Beispiel eine wichtige Etappe<br />
beim Versiegeln elektronischer<br />
Der Dosiermischkopf LV 2/2 eignet sich serienmäßig zur Verarbeitung<br />
von Harzen und Härtern mit Viskositäten von 50 bis 20.000 mPas in<br />
Mischungsverhältnissen von 100:5 bis 100:200 Anteilen<br />
Bauelemente oder beim Einkleben<br />
kleiner Magnete in die Rotoren von<br />
E-Mobility-Antrieben.<br />
Hier und in vielen anderen Anwendungen<br />
der Adhäsions-, Dichtungsund<br />
Vergusstechnik ermöglicht er<br />
die hochpräzise Dosierung und<br />
Mischung niederviskoser, selbstfließender<br />
Komponenten aus Silikon,<br />
Polyurethan und Epoxid sowie deren<br />
wiederholgenaue und treffsichere<br />
Applikation in Schussmengen von<br />
1 bis 10 g. Dabei eignet er sich serienmäßig<br />
zur Verarbeitung von Harzen<br />
und Härtern mit Viskositäten von<br />
50 bis 20.000 mPas in Mischungsverhältnissen<br />
von 100:5 bis 100:200<br />
Anteilen. Je nach Bedarfslage und<br />
Kundenwunsch kann der LV 2/2<br />
aber auch viele andere spezifische<br />
Mischungsverhältnisse realisieren.<br />
Der Ausstoß lässt sich von 5,0 bis<br />
100 ml/min regeln.<br />
Eigene Messtechnik an Bord<br />
Im Gegensatz zu manch anderen<br />
Kleinmengen-Dosiersystemen im<br />
Markt verfügt der LV 2/2 von Tartler<br />
über eine systemeigene Messtechnik.<br />
Das bedeutet konkret: Er<br />
hat eine integrierte Wägezelle, die<br />
sowohl das Mischungsverhältnis<br />
als auch das Schussgewicht während<br />
der Applikation überwacht.<br />
Als große Vereinfachung erweist<br />
es sich dabei, dass sich die Wägezelle<br />
in Zusammenarbeit mit der<br />
Siemens-Steuerung und einer ent-<br />
40 1/<strong>2021</strong>
Dosiertechnik<br />
In der Dosier-, Misch- und Applikationstechnik für Kunst- und Reaktionsharze<br />
gilt die automatische Volumenstromregelung heute als maßgeblicher<br />
Faktor für die Realisierung sicherer Prozesse und hochwertiger<br />
Qualitätsmischungen. Bei den meisten Verarbeitungsanlagen<br />
der Nodopur-, Nodopox- und Tardosil-Baureihen von Tartler gehört<br />
sie daher inzwischen zur Serienausstattung. Die Volumenstromregelung<br />
VS dieser Maschinen überwacht kontinuierlich die Durchflussmenge<br />
der Materialkomponenten und synchronisiert permanent die<br />
Förderleistung der Pumpen.<br />
Innerhalb von Millisekunden werden die gemessenen Durchflussmengen<br />
mit den hinterlegten Ist-Soll-Werten abgeglichen und die<br />
Drehzahl der Pumpenantriebe entsprechend nachregelt. Auch Druckund<br />
Verschleißparameter fließen hierbei mit ein. Diese prozessintegrierte<br />
Abstimmung gewährleistet stets gleiche Ausstöße in dauerhaft<br />
stabilen Mischungsverhältnissen. Insbesondere für Kunstharzverarbeiter,<br />
die hohe Ansprüche an die Prozess- und Produktqualität<br />
stellen, sind Dosier- und Mischanlagen mit Volumenstromregelung<br />
daher unverzichtbar.<br />
Tartler GmbH<br />
info@tartler.com, www.tartler.com<br />
Volumenstromregelung als Basis für Prozesssicherheit und Produktqualität<br />
seinen kurzen und schlank ausgeführten<br />
Mischer vom Typ 06/04 D.<br />
Serienmäßig wird der LV 2/2 mit<br />
Edelstahl-Behältern mit Fassungsvermögen<br />
von 3 bis 200 l bestückt.<br />
Darüber hinaus bietet man eine<br />
Reihe von Zusatzmodulen an, mit<br />
denen sich die Prozesse in der<br />
Kleinmengenverarbeitung weiter<br />
optimieren lassen. So etwa eine<br />
Nachfülleinheit, eine Beheizung,<br />
eine Materialentgasung sowie mit<br />
die Möglichkeit der Prozessprotokollierung.<br />
Auf Wunsch liefert das<br />
Unternehmen seinen innovativen<br />
Kleinmengen-Dosiermischkopf auch<br />
komplett mit fahrbarem Unterbau.<br />
Bis zu vier Komponenten<br />
In der Standardausführung ist der<br />
LV 2/2 für die Verarbeitung von zwei<br />
Komponenten ausgelegt. Er lässt sich<br />
aber auch für das Dosieren, Mischen<br />
und Auftragen von bis zu vier Komponenten<br />
aufrüsten. Auf diese Weise<br />
bietet Tartler allen Kunstharzverarbeitern,<br />
die innerhalb ihrer Produktionsprozesse<br />
oder im Labor winzige<br />
Mengen flüssiger Kunst-, Dicht- und<br />
Klebstoffen applizieren müssen, eine<br />
hochwertige und intelligente Präzisionslösung,<br />
die sich auch wachsenden<br />
Anforderungen angepasst werden<br />
kann. ◄<br />
In der Standardausführung ist der LV 2/2 für die Verarbeitung von<br />
zwei Komponenten ausgelegt. Er lässt sich aber auch für das Dosieren,<br />
Mischen und Auftragen von bis zu vier Komponenten aufrüsten<br />
sprechenden Software automatisch<br />
selbst kalibriert. Diese Selbstkontrolle<br />
der Wägezelle schafft ein<br />
hohes Maß an Prozesssicherheit,<br />
spart dem Anwender viel Zeit und<br />
ist ein Novum auf dem Gebiet der<br />
Kleinmengen- und Punktdosierung<br />
von Kunstharzen.<br />
Dynamisches Mischen möglich<br />
Bedient wird der Dosiermischkopf<br />
LV2/2 über ein vierfarbiges<br />
Touchpanel. Zum Betrieb benötigt<br />
1/<strong>2021</strong><br />
er einen Druckluftanschluss sowie<br />
eine Spannung von 400 V für die<br />
energieeffizienten Servomotoren<br />
der Pumpen und des Mischkopfs.<br />
Wie bei allen Systemlösungen von<br />
Tartler ist auch beim LV 2/2 der Einsatz<br />
der angetriebenen, rotierenden<br />
Einweg-Kunststoffmischer des<br />
Unternehmens möglich. Damit lassen<br />
sich selbst bei extremen Komponentenrezepturen<br />
hochwertige<br />
und homogene Mischungen erzielen.<br />
Insbesondere für die Kleinmengen-Verarbeitung<br />
empfiehlt Tartler<br />
Passend zu seinem<br />
Dosiermischkopf LV<br />
2/2 bietet Tartler<br />
eine Reihe von<br />
Zusatzmodulen an:<br />
eine Nachfülleinheit,<br />
eine Beheizung, eine<br />
Materialentgasung,<br />
eine<br />
Prozessprotokollierung<br />
sowie einen<br />
fahrbaren Unterbau<br />
41
Dosiertechnik<br />
Best of 2020<br />
Intelligente Lösungen rund um die<br />
Dosiertechnik<br />
Globaco GmbH<br />
www.globaco.de<br />
Schlauchpumpe zum Dosieren<br />
dünnflüssiger Medien<br />
Die peristaltische Schlauchpumpe<br />
PPD-2005 von Globaco eignet sich<br />
nahezu ideal zum Dosieren dünnflüssiger<br />
Medien. Dank des im Gerät<br />
verbauten hochpräzisen Schrittmotors<br />
ist zudem eine exakte Dosierung<br />
von kleinsten Mengen niedrigviskoser<br />
Montageflüssigkeiten möglich.<br />
Die Schlauchpumpe arbeitet vollkommen<br />
ohne Druckluft. Speziell für<br />
die Verarbeitung von Cyanacrylaten<br />
ergibt sich der Vorteil, dass diese<br />
direkt aus dem Kaufgebinde dosiert<br />
werden können. Das Umfüllen des<br />
Klebstoffs ist nicht nötig.<br />
Eine integrierte Rücklauffunktion<br />
verhindert ein Nachtropfen.<br />
Die Reinigung von materialführenden<br />
Teilen ist nicht erforderlich, da<br />
das Medium ausschließlich mit dem<br />
Teflon-Schlauch in Berührung kommt.<br />
Das Hersteller-Sortiment umfasst<br />
PTFE-Schläuche (für UV-reaktive<br />
Materialien optional in schwarz<br />
erhältlich) in verschiedenen Durchmessern.<br />
Dieses Dosiersystem ist einfach<br />
in der Anwendung bei gleichzeitig<br />
umfangreicher Funktionsvielfalt.<br />
Standardmäßig wird das PPD-<br />
2005 mit einem Fingerschalter aus-<br />
geliefert. Ein Fußschalter ist optional<br />
erhältlich. Das von Globaco<br />
entwickelte PPD-2005 ist Made in<br />
Germany. Es lässt sich digital einstellen<br />
und gewährleistet dadurch<br />
reproduzierbare Dosierungen. Der<br />
Schnellspannkopf erlaubt zudem<br />
einen raschen Schlauchwechsel.<br />
Die RS232-Schnittstelle ermöglicht<br />
eine externe Ansteuerung.<br />
Erleichtertes Dosieren von zweikomponentigen<br />
Flüssigkeiten<br />
Die Dosiersystem-Serie TS-<br />
DSAD-50 erleichtert das Dosieren<br />
von zweikomponentigen Flüssigkeiten<br />
aus 50-ml-Doppelkartuschen<br />
in Mischungsverhältnissen von 1:1,<br />
2:1, 4:1 oder 10:1. Es ist vielseitiges<br />
pneumatisch betriebenes Dosiersystem.<br />
Zweikomponenten-Materialien<br />
lassen sich sowohl manuell<br />
von Hand als auch halbautomatisiert<br />
mit einem Dosierroboter und<br />
einem Dosierventil verarbeiten. Der<br />
Wechsel der Doppelkartuschen ist<br />
schnell und einfach.<br />
Je nach Dosieranwendung wählen<br />
Anwender zunächst die TS-<br />
DSAD-50-Dosiereinheit aus, die<br />
dem Mischverhältnis ihrer Doppelkartusche<br />
entspricht:<br />
• TS-DSAD-50-11 – MV 1:1<br />
• TS-DSAD-50-21 – MV 2:1<br />
• TS-DSAD-50-41 – MV 4:1<br />
• TS-DSAD-50-101 – MV 10:1<br />
Die Kolben des TS-DSAD-50<br />
müssen für den Wechsel der Doppelkartuschen<br />
mittels Vakuum<br />
zurückgezogen werden. Bei manueller<br />
Verwendung erfolgt dies über<br />
das integrierte Vakuum der Dosiergeräte<br />
TS250 oder TS350. Die<br />
Ventilsteuergeräte erzeugen kein<br />
Vakuum. Um dieses bei der Verwendung<br />
mit einem Dosierventil<br />
zu erzeugen, ist der Vakuumregler<br />
TS8120 erforderlich.<br />
Die Montagehalterung TSR-<br />
DSB50ML-3 wird für die flexible<br />
Integration und Positionierung des<br />
2K-Dosiersystems TS-DSAD-50 bei<br />
halb-automatisierten Anwendungen<br />
mit Dosierrobotern und Dosierventilen<br />
benötigt.<br />
Hauptmerkmale und Vorteile:<br />
• robuste Edelstahlkonstruktion<br />
• höchst flexibel vom Handbetrieb<br />
bis zur robotergesteuerten<br />
Dosieranwendung<br />
• schneller und sehr einfacher Wechsel<br />
der 50-ml-Doppelkartuschen<br />
• praktische Aufhängung<br />
Typische Dosieranwendungen<br />
sind Unterfüllen, Verkapseln und<br />
strukturelle Klebeverbindungen. ◄<br />
42 1/<strong>2021</strong>
Dosiertechnik<br />
Roboter für maximale Dosiergeschwindigkeiten<br />
Mit der neuen geschwindigkeitsabhängigen Dosiertechnologie FlexSpeed von Rampf Production Systems<br />
werden Durchlaufzeiten in der Serienfertigung um mehr als 50 % reduziert.<br />
FlexSpeed-Dosierroboter von<br />
Rampf Production Systems fahren<br />
hochpräzise um die Ecke und beeindruckend<br />
schnell auf der Geraden,<br />
womit Durchlaufzeiten von Dicht-,<br />
Schäum- und Klebeprozessen in<br />
der Serienfertigung mehr als halbiert<br />
werden. Die neuentwickelte Technik<br />
beruht auf der volumetrischen<br />
Zwangsdosierung und der direkten<br />
Kopplung von Dosierleistung und<br />
Achsvorschub, wodurch das Dosiersystem<br />
extrem flexibel und reaktionsschnell<br />
ist.<br />
Wo ein Dosierroboter bislang<br />
mit gleichmäßiger Geschwindigkeit<br />
appliziert hat, ist er mit der neuen<br />
FlexSpeed-Technik nun mit bis zu<br />
40 m/min. auf der Geraden unterwegs,<br />
um kurz vor Ecken und Rundungen<br />
kontrolliert auf 20 m/min.<br />
abzubremsen, wodurch konstante<br />
Dichtungsquerschnitte und minimale<br />
Eckradien gewährleistet werden.<br />
Der wesentliche Vorteil<br />
von Rampf FlexSpeed beim Dichten,<br />
Schäumen und Kleben ist eine<br />
optimale Maschinenauslastung bei<br />
gleichzeitiger Schonung der Mechanik.<br />
Durch die nur kurzzeitige Vollbelastung<br />
tritt kaum Verschleiß ein, die<br />
Mechanik wird beim geschwindigkeitsabhängigen<br />
Dosieren geschont<br />
und die Maschinenauslastung kann<br />
deutlich gesteigert werden.<br />
Fazit<br />
„Ziel jeder Serienfertigung ist es,<br />
bei maximaler Maschinenauslastung<br />
eine maximale Stückzahl zu produzieren<br />
– und das bei gleichbleibend<br />
höchster Qualität. Für unsere<br />
Kunden in der Automobil-, Elektro-/<br />
Elektronik-, Haushaltsgeräte-, Filter-<br />
und Medizintechnikindustrie<br />
sind solche schnelle Prozessketten<br />
in der Produktion ein Muss, um<br />
im globalen Wettbewerb bestehen<br />
zu können. Mit FlexSpeed leisten<br />
wir hierfür einen entscheidenden<br />
Beitrag“, so Alexander Huttenlocher,<br />
Vertriebs- und Marketingleiter<br />
bei Rampf Production Systems.<br />
Rampf Production Systems<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rampf-group.com<br />
Best of 2020<br />
Miniatur-Steckverbinder-Verguss<br />
ViscoTec Pumpen- u.<br />
Dosiertechnik GmbH<br />
mail@viscotec.de<br />
www.viscotec.de<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Miniatur-Steckverbinder müssen<br />
absolut zuverlässig und kontaktsicher<br />
sein. Für den Verguss<br />
von Miniatur-Steckverbindern sind<br />
zweikomponentige Vergussmassen<br />
wie PU, Epoxy oder Silikone besonders<br />
geeignet. Sie überzeugen vor<br />
allem durch ihr breites Anwendungsspektrum.<br />
Zunehmende Miniaturisierung<br />
von Leistungselektronik<br />
und verbesserte Sensortechnologien<br />
erhöhen die Anforderungen an<br />
das Dosierequipment, z.B. in Hinblick<br />
auf wiederholgenaue Dosierungen<br />
kleinster Mengen: Gefordert<br />
werden kurze Zykluszeiten<br />
bei gleichzeitig höchster Präzision.<br />
preeflow Dispenser sind für Dosierdrücke<br />
von bis zu 40 bar ausgelegt<br />
– höhere Volumenströme sind damit<br />
prozesssicher umsetzbar.<br />
Kleinste Dosiermengen<br />
Für den Verguss von Miniatur-<br />
Steckverbindern werden preefloweco-Duo-Dispenser<br />
verwendet.<br />
Sie eignen sich je nach Größe für<br />
kleinste Mengen ab 5 µl bis hin zu<br />
höheren Volumenströmen von bis<br />
zu 32 ml/min. Perfekt aufeinander<br />
abgestimmte Komponenten in den<br />
Dispensern sorgen für höchste chemische<br />
Beständigkeit. Eine präzise<br />
Ansteuerung durch die Steuerungseinheit<br />
EC200-Duo macht den Vergussprozess<br />
komplett.<br />
Dank der Exzenterschnecken-<br />
Technologie, auf der die preeflow<br />
Produkte basieren, ist eine wiederholgenaue,<br />
präzise und prozesssichere<br />
Dosierung garantiert. Vor<br />
allem bei 2K Anwendungen ergibt<br />
sich durch diese Technologie eine<br />
jederzeit volumetrische Vermischung<br />
der beiden Komponenten.<br />
Das ist wichtig, denn die vom<br />
Klebstoffhersteller vorgegebenen<br />
Mischungsverhältnisse müssen<br />
kontinuierlich eingehalten werden,<br />
um eine fehlerfreie Aushärtung zu<br />
gewährleisten.<br />
Vielfältige Einsatzgebiete<br />
Die Anwendungsgebiete für<br />
die Dispenser sind vielfältig: Ein<br />
typisches Beispiel ist der Steckverbinder-Verguss<br />
im Automotive-<br />
Bereich. Der Einsatzort im Motorraum<br />
verlangt extreme Anforderungen<br />
an Dichtheit, Ölbeständigkeit<br />
und Temperaturbeständigkeit.<br />
Auch das Eindringen von Feuchtigkeit<br />
muss verhindert werden. Eine<br />
exakte Füllmenge im Vergussprozess<br />
ist zwingend erforderlich, um<br />
die Dichtfunktion zu gewährleisten.<br />
Präzise Verguss Ergebnisse<br />
Aber auch in vielen anderen<br />
Bereichen von Consumer Electronics<br />
bis hin zu medizinischen Geräten<br />
bzw. Komponenten – überall<br />
dort, wo Sensoren vor Umwelteinflüssen,<br />
Chemikalien, hohen Temperaturen<br />
oder auch Öl und Benzin<br />
zu schützen sind – sind absolut präzise<br />
Verguss Ergebnisse erforderlich:<br />
Für einen erheblichen Zugewinn<br />
an Prozesssicherheit und Qualität.<br />
Und durch wiederholgenaues Vergießen<br />
ohne Materialverschwendung<br />
werden zusätzlich Kosten<br />
reduziert. ◄<br />
43
Dosiertechnik<br />
Anforderungen an die Klebetechnik<br />
Warum Werkstoffkombinationen beim Kleben der Schlüssel zum Erfolg sind<br />
Möglicher Systemaufbau eines 2K Dosiersystems<br />
ViscoTec Pumpen- und<br />
Dosiertechnik GmbH<br />
www.viscotec.de<br />
Kleben schafft zuverlässige Verbindungen.<br />
Das hat sich mittlerweile<br />
in fast allen Branchen in den verschiedensten<br />
Anwendungen gezeigt.<br />
Doch die Anforderungen an die Verbindungsform<br />
steigen stetig. Und sie<br />
wollen auch in Zukunft erfüllt werden.<br />
Werkstoffkombinationen sind<br />
dabei der Schlüssel zum Erfolg. Hier<br />
kommt das Potenzial von klebtechnischen<br />
Verbindungen ans Licht:<br />
Denn nur mit ihnen ist es möglich,<br />
verschiedene Werkstoffe dauerhaft<br />
und unter vollständiger Erhaltung<br />
ihrer Eigenschaften zu verbinden.<br />
Die Vorteile dieser Technik kommen<br />
aber nur dann zur Geltung,<br />
wenn sie fachlich korrekt geplant<br />
und eingesetzt wird.<br />
Beispiele Klebstoffauftrag<br />
Oft fehlt es an der notwendigen<br />
Fachkenntnis oder Erfahrung, um<br />
teil- oder vollautomatisierte Projekte<br />
effektiv und effizient zu planen und<br />
umzusetzen. Es gibt viele Einflussgrößen,<br />
die in der automatisierten<br />
Fertigung zum Erfolg oder Misserfolg<br />
einer Klebung beitragen können:<br />
Klebstoff, Dispenser, Robotik,<br />
Fördersystem, Programmierung,<br />
Umgebung usw. Und genauso gibt<br />
es auch viele Einflussgrößen auf<br />
die Qualität des Klebstoffauftrages:<br />
Dosiernadel bzw. -spitze, Auftragsgeschwindigkeit,<br />
Dosiermenge, Viskosität<br />
des Klebstoffes, Luftblasen<br />
und viele weitere.<br />
Stolperstellen im Zuge der Konstruktion<br />
von Klebstoff-Dosiersystemen<br />
sowie in der Anwendung von<br />
Flüssigklebstoffen sollte man kennen<br />
– und wissen, wie sie beseitigt<br />
werden.<br />
Den richtigen Klebstoff für das<br />
aktuelle Projekt zu finden, ist die<br />
eine Herausforderung. Im Anschluss<br />
folgt gleich die nächste: Mit welchem<br />
System kann der Klebstoff<br />
am besten aufgetragen werden?<br />
Wie kann ich die Dosiertechnik<br />
am kostengünstigsten aber auch<br />
am effektivsten in meine vielleicht<br />
schon vorhandene Produktionslinie<br />
implementieren? Werden wichtige<br />
Punkte nicht beachtet, kann es<br />
schnell zu Produktionsverzögerungen,<br />
zu Mehrkosten oder Qualitätsmängeln<br />
im eigentlichen Klebeprozess<br />
kommen.<br />
Flüssigklebstoff: Arten und<br />
spezielle Herausforderungen<br />
Inhaltsstoffgrundlagen von flüssigen<br />
Klebstoffen sind Harze, Lösemittel,<br />
Härter, Füllstoffe und Zusätze<br />
wie Weichmacher, Alterungsschutzmittel<br />
usw. Es gibt physikalisch<br />
abbindende Klebstoffe und Reaktionsklebstoffe.<br />
Erstere sind einkomponentige<br />
Klebstoffe, wobei hier im<br />
industriellen Bereich lösemittelbasierte<br />
Klebstoffe und Dispersionsklebstoffe<br />
eingesetzt werden. In<br />
den Löse- und Dispersionsmitteln<br />
liegen Polymere entweder gelöst<br />
oder fein dispergiert vor. Durch das<br />
Abdampfen des Lösemittels kommt<br />
es zum Abbinden des Klebstoffes<br />
und zum Festigkeitsaufbau. Diese<br />
Klebstoffe weisen meist längere<br />
Trocknungszeiten auf und müssen<br />
konserviert werden.<br />
Bei Reaktionsklebstoffen kommt<br />
es erst während der Härtung zur<br />
Ausbildung des eigentlichen Polymergefüges.<br />
Einkomponentige<br />
44 1/<strong>2021</strong>
Dosiertechnik<br />
Reaktionsklebstoffe reagieren z.B.<br />
mit Luftfeuchtigkeit oder die Polymerisationsreaktion<br />
wird mittels UV-<br />
Licht oder Luftabschluss initiiert. In<br />
sehr vielen Anwendungen kommen<br />
neben einkomponentigen auch zweikomponentige<br />
Reaktionsklebstoffe<br />
zum Einsatz. Diese bieten im Allgemeinen<br />
den Vorteil einer längeren<br />
Lagerstabilität, da die Reaktionspartner<br />
getrennt voneinander vorliegen.<br />
Zweikomponentige Reaktionsklebstoffe<br />
müssen exakt im<br />
angegebenen Mischungsverhältnis<br />
gemischt und anschließend meist<br />
zeitnah aufgetragen werden. Denn<br />
sie haben nur eine begrenzte Verarbeitungszeit,<br />
die sogenannte Topfzeit,<br />
bevor sie komplett aushärten.<br />
Die Topfzeit kann zwischen wenigen<br />
Sekunden und mehreren Stunden<br />
liegen. Je schneller Klebstoffe<br />
aushärten, umso mehr Wärme wird<br />
aufgrund der meist exothermen<br />
Reaktionen während der Aushärtung<br />
freigesetzt. Im schlimmsten<br />
Fall sogar so viel, dass das Bauteil<br />
durch Überhitzung des Klebstoffes<br />
beschädigt werden kann.<br />
Abhängig vom späteren Temperatureinsatzbereich<br />
des Bauteiles<br />
kann es sinnvoll sein, den Klebstoff<br />
bei ähnlich hohen Temperaturen<br />
auszuhärten. Das ist wichtig, um<br />
späteren Spannungen vorzubeugen<br />
bzw. eine starke Nachhärtung<br />
zu verhindern. Mit einer Nachhärtung<br />
wäre möglicherweise ein weiterer<br />
leichter Schrumpf verbunden,<br />
der z.B. in der Elektronikindustrie<br />
ein Abscheren von Pins auf Elektronikbauteilen<br />
verursachen kann.<br />
Befestigung einer Antenne<br />
Worauf ist bei den Klebstoffen<br />
speziell zu achten?<br />
Die Reaktionszeit – vor allem bei<br />
zweikomponentigen Klebstoffen –<br />
muss zur jeweiligen Anwendung<br />
passen. In manchen Fällen werden<br />
Klebstoffe ausgewählt, die so<br />
schnell aushärten, dass nicht mal<br />
mehr genug Zeit bleibt, um Fügen<br />
zu können. Die Folge daraus ist<br />
eine geringe Adhäsion. Erschwerend<br />
kommt hier der Materialverwurf<br />
hinzu, der durch ständiges Spülen<br />
entsteht. Was wiederum nötig ist,<br />
um das Mischrohr frei zu halten.<br />
Es ist wichtig, die thermische<br />
Ausdehnung des Klebstoffes und<br />
Bauteils zu berücksichtigen. Oft<br />
reichen schon geringe Temperaturerhöhungen<br />
aus, um hohe Spannungen<br />
zu erzeugen, wenn die thermischen<br />
Ausdehnungen behindert<br />
werden. Für bestimmte Anwendungen,<br />
z.B. in der Optoelektronik<br />
müssen deshalb Klebstoffe mit nur<br />
geringer thermischer Ausdehnung<br />
verwendet werden. Nur so kann ein<br />
qualitativ hochwertiges Endprodukt<br />
garantiert werden.<br />
Lösemittelbasierte Klebstoffe<br />
sind meist leicht entflammbar oder<br />
können entzündbare Dämpfe freisetzen.<br />
Die Lösungsmittel können<br />
auch körperliche Beeinträchtigungen<br />
wie Atembeschwerden, Schwindel,<br />
Hautreizungen oder gereizte Augen<br />
verursachen. Bei der Verarbeitung<br />
ist unbedingt auf entsprechendes<br />
Equipment zu achten: Absaugung,<br />
Inertgas-Spülung, EX-Schutz usw.<br />
Bei einkomponentigen wärmeund<br />
feuchtigkeitshärtenden Klebstoffen<br />
gilt es zu bedenken, dass<br />
es bei längeren Stillstandzeiten<br />
zu Aushärtungen im System kommen<br />
kann. Ein regelmäßiger Materialdurchsatz<br />
ist hier notwendig.<br />
Der Auftrag erfolgt meist auf einer<br />
Bauteilseite. Die Klebstoffe müssen<br />
unbedingt immer genau nach<br />
Herstellerangaben bzw. innerhalb<br />
der zulässigen Umgebungsbedingungen<br />
verarbeitet werden.<br />
Vor allem bei der Verarbeitung<br />
polyurethanbasierter Klebstoffe oder<br />
Vergussmassen gilt es, Feuchtigkeit<br />
zu vermeiden. Der Härter könnte<br />
damit reagieren und das Material<br />
aushärten. Aber auch beim Harz<br />
könnte es ansonsten nach dem Vermischen<br />
zu Nebenreaktionen mit der<br />
Feuchtigkeit kommen: Die Freisetzung<br />
von CO 2 führt dann möglicherweise<br />
zu Blasen und Spannungen.<br />
Bei Verguss unter Vakuum oder<br />
dem nachträglichen Evakuieren des<br />
vergossenen Bauteils ist es wichtig,<br />
dass die einzelnen Komponenten<br />
der Vergussmasse vor dem Vermischen<br />
und Applizieren schon<br />
separat entgast werden. Andernfalls<br />
würden die gelöste Luft oder<br />
mögliche Luftblasen in den Komponenten<br />
zu einer starken Blasenund<br />
Schaumbildung im Bauteil führen.<br />
Das wiederum würde zu einer<br />
unkontrollierten Kontamination des<br />
Bauteils führen.<br />
Der zu verwendende Klebstofftyp<br />
ist in der Regel stark abhängig<br />
von Funktion, Einsatztemperatur,<br />
nötiger Kraftübertragung und<br />
Material bzw. Oberfläche der Fügepartner.<br />
Ebenso wie die Beständigkeit<br />
von Klebungen gegen Umgebungseinflüsse<br />
von vielen Faktoren<br />
abhängig ist.<br />
Besondere Herausforderungen<br />
bei der Konstruktion<br />
Schon in der Konstruktion der<br />
Bauteile muss die klebgerechte<br />
Gestaltung entsprechend berücksichtig<br />
werden, um z.B. Schälbeanspruchung<br />
an die Klebung zu vermeiden<br />
und möglichst große Flächen<br />
auszunutzen. Genauso muss<br />
das Spaltmaß zum Klebstoff passen<br />
bzw. andersrum. Für viele Klebstoffe<br />
gibt es eine maximale Spaltüberbrückung,<br />
da es sonst zu kohäsivem<br />
Versagen kommt. Und über allem<br />
steht eine sinnvolle Umsetzung in<br />
Hinblick auf Kosten, sinnvollem Fertigungsverfahren<br />
und eingesetzter<br />
Maschinentechnik.<br />
Die eingesetzte Maschinentechnik,<br />
speziell die Dosiertechnik, bringt<br />
ihre ganz eigenen Herausforderungen<br />
mit. In Bezug auf die Konstruktionsarten<br />
bedeutet das, es<br />
muss besonderes Augenmerk auf<br />
den Zusammenhang von Klebefläche,<br />
Spalt und Oberflächenbeschaffenheit<br />
gelegt werden. Außerdem<br />
wichtig zu beachten: Benötigt der<br />
Prozess eine Vorbehandlung der<br />
Oberflächen? Oder sind zusätzlich<br />
andere Fügeverfahren notwendig –<br />
im Hinblick auf Anpresskräfte, Pressdauer<br />
usw.?<br />
Einer der größten Unterschiede<br />
zwischen der Auslegung einer einkomponentigen<br />
und einer zweikomponentigen<br />
Anlage ist der Reinigungsaufwand.<br />
Spülzyklen müssen<br />
strikt beachtet werden im laufenden<br />
Betrieb. Ein weiterer nicht<br />
unerheblicher Punkt sind der höhere<br />
Platzbedarf und höhere Anschaffungskosten<br />
bei zweikomponentigen<br />
Anlagen.<br />
Generell gilt für alle Branchen:<br />
Das Mischungsverhältnis von zweikomponentigen<br />
Klebstoffen muss<br />
exakt eingehalten werden. Eine<br />
absolut genaue Dosierung ist unabdingbar.<br />
Auch wenn z.B. im Automotive-<br />
oder Elektronik-Bereich auf die<br />
Gesamtmenge üblicherweise eine<br />
kleinere Toleranz vorliegt.<br />
Ein großer Unterschied zwischen<br />
den verschiedenen Branchen, in<br />
denen Klebtechnik eingesetzt wird,<br />
1/<strong>2021</strong><br />
45
Dosiertechnik<br />
besteht nach wie vor im Automatisierungsgrad<br />
der Anlage. Und damit<br />
vor allem auch in der Möglichkeit,<br />
softwaretechnisch verschiedene prozessrelevante<br />
Parameter abzufragen<br />
und zu loggen. Nur vollautomatisiert<br />
kann eine komplette Nachvollziehbarkeit<br />
darüber erreicht werden,<br />
welches Bauteil, wann, mit welchen<br />
Parametern, appliziert wurde. Dabei<br />
ist eine Klebung im Elektronik- und<br />
Automotive-Bereich viel kritischer<br />
zu bewerten als z.B. eine Klebung<br />
von Lüftungsschächten, Holzblenden<br />
oder ähnlichem.<br />
Häufige Fehlerquellen – und wie<br />
man sie vermeidet<br />
Aufgrund mangelnder Informationen<br />
im Vorfeld oder unzureichender<br />
Prozesskenntnis bzw. Prozessbeschreibung<br />
tauchen Probleme mitunter<br />
teils sehr spät auf. Sie sind<br />
dann oft nur mit großem Aufwand<br />
abzustellen. Häufig fehlen sowohl<br />
beim Endkunden als auch beim<br />
Maschinenbauer das nötige Wissen<br />
und wichtige Erfahrungswerte:<br />
Sie sind sich dessen nicht bewusst,<br />
dass mangelnde Informationen oder<br />
vermeintlich „kleine Änderungen“<br />
im Nachgang oder im laufenden<br />
Projekt durchaus erhebliche Änderungen<br />
des Dosiersystems zur Folge<br />
haben, um einen stabilen Prozess<br />
zu bekommen. Wenn zum Beispiel<br />
die reale Dosiermenge doch kleiner<br />
oder größer ist als ursprünglich<br />
angegeben, hat das nicht selten<br />
zur Folge, dass ein anderer Mischkopf<br />
nötig ist. Oder man entscheidet<br />
sich kurzfristig doch für einen<br />
anderen Klebstoff, der aufgrund<br />
seiner Eigenschaften im ungünstigsten<br />
Fall ein komplett anderes<br />
Dosiersystem erfordert.<br />
Auch ein Zusammenwirken von<br />
einzelnen Prozesskomponenten<br />
unterschiedlicher Hersteller verursacht<br />
oftmals Schnittstellenprobleme.<br />
Oder ein anderer klassischer<br />
Fehler: Der Endkunde will<br />
die Schlauchleitung selbst planen<br />
und montieren. Eingesetzt werden<br />
dann oft viel zu dünne und zu lange<br />
Schläuche – und am Ende kommt<br />
zu wenig Material an. Dabei ist das<br />
Layout in diesem Moment oft schon<br />
fix und im Worst Case wären aber<br />
z.B. größere Linearachsen, Roboter<br />
oder dergleichen nötig. Oder ein<br />
Entleer- oder Zuführsystem müsste<br />
näher an die anderen Komponenten,<br />
was aber aus Platzgründen<br />
nicht mehr möglich ist.<br />
So kann man vorbeugen<br />
1. Zum einen muss der Prozess<br />
verständlich dokumentiert sein. Die<br />
Unterlagen aller Komponenten müssen<br />
vollständig sein und außerdem<br />
ausreichend detailliert beschrieben.<br />
Bestehen Sie auf die Übergabe aller<br />
notwendigen Dokumente.<br />
2. Verwenden Sie, wenn möglich,<br />
in sich geschlossene Systeme. Zum<br />
Beispiel gibt es Klebstoffhersteller,<br />
die „all-in-one“ Pakete anbieten<br />
und damit die Funktionsfähigkeit<br />
garantieren. Oder setzen Sie<br />
auf Lösungen, die in Abstimmung<br />
der Klebstoff- und Dosiertechnikhersteller<br />
ausreichend hinsichtlich<br />
Eignung und Prozesssicherheit<br />
getestet wurden.<br />
3. Fragen Sie nach einem festen<br />
Ansprechpartner, zur Unterstützung<br />
bei Fragen und Unklarheiten, der mit<br />
dem Projekt vertraut ist.<br />
Das gilt es im täglichen Einsatz<br />
der Klebstoff-Dosiersysteme zu<br />
beachten:<br />
• Klebstoffkomponenten nicht offen<br />
stehenlassen. Das Abdampfen<br />
von Inhaltsstoffen kann so verhindert<br />
werden – ebenso wie<br />
die daraus resultierende Oberflächenspannung:<br />
Denn Materialeigenschaften<br />
könnten negativ<br />
verändert werden und feuchtigkeitsempfindliche<br />
Klebstoffe<br />
können sonst partiell oder vollständig<br />
aushärten.<br />
• Die Dosiermaterialien dürfen<br />
nicht zu lange gelagert werden,<br />
um eine Sedimentation der Füllstoffe<br />
zu verhindern – es wird dringend<br />
empfohlen, nach dem Firstin-First-out-Prinzip<br />
zu arbeiten.<br />
• Beim Aufrühren keine Luft ins<br />
Medium eintragen. Ziel ist eine<br />
komplett homogene Mischung.<br />
Luftblasen im zu dosierenden<br />
Material können zu verschlechterter<br />
Klebkraft führen. Im Zweifel<br />
sollte nach dem Aufrühren ein<br />
Materialaufbereitungssystem, also<br />
eine Entgasung des Klebstoffes<br />
nachgeschaltet werden.<br />
• Bei zweikomponentigen Polyadditionssilikonen<br />
ist eine Verschleppung<br />
des Platin Katalysators in die<br />
zweite Komponente unbedingt zu<br />
vermeiden. Das könnte beispielsweise<br />
passieren, wenn ein und<br />
dasselbe Werkzeug für beide<br />
Anlagenseiten benutzt wird – und<br />
würde zu Aushärtungen führen.<br />
• Für ein- und zweikomponentige<br />
Polyadditionssilikone gilt es, eine<br />
Katalysatorvergiftung durch Kontakt<br />
mit Schwefel-, Amin- oder<br />
Organometall-Verbindungen oder<br />
Weichmachern zu verhindern.<br />
Eine Vergiftung könnte beispielsweise<br />
durch falsches Handschuhmaterial<br />
oder schwefelvernetzte<br />
Dichtungen oder Schläuche passieren.<br />
Das Resultat wäre ein zu<br />
weiches und klebriges, oder teilweise<br />
sogar komplett flüssiges<br />
Material.<br />
• Auf den Einsatz von Metallen<br />
(v.a. Buntmetallen) bei der Verarbeitung<br />
anaerob härtender<br />
Klebstoffe ist zu verzichten. Die<br />
Verwendung hätte eine zusätzliche<br />
Aktivierung und damit eine<br />
Aushärtung im Dosiersystem zur<br />
Folge. Wenn die Verwendung von<br />
metallischen Komponenten absolut<br />
erforderlich ist, sollten sie in<br />
Edelstahl ausgeführt sein. Und<br />
zusätzlich passiviert werden –<br />
je nach Produktionszyklen evtl.<br />
sogar regelmäßig.<br />
• Mehr Härter bedeutet im Allgemeinen<br />
nicht automatisch schneller<br />
oder besser: Für viele Klebstoffe<br />
ist das sogar kontraproduktiv<br />
(Polyadditionsreaktion). Auch<br />
bei Polymerisationsreaktionen<br />
hat man nur einen begrenzten<br />
Bereich zur Verfügung in dem<br />
man mit dem Mischungsverhältnis<br />
zur Anpassung der Reaktionskinetik<br />
und den Endeigenschaften<br />
spielen kann.<br />
• Bei parallelem Einsatz von Silikonen<br />
und anderen Klebstoffen<br />
und Lacken muss eine Verschleppung<br />
unbedingt vermieden werden,<br />
um Adhäsionsprobleme zu<br />
vermeiden<br />
Last not least...<br />
... hier noch drei wichtige Tipps zur<br />
Arbeit mit Klebstoffen:<br />
• Lastenheft/Datenblatt berücksichtigen<br />
• Klebstoff akklimatisieren<br />
• richtige Reinigungsmittel verwenden<br />
◄<br />
46 1/<strong>2021</strong>
Löt- und Verbindungstechnik<br />
Neuer halogenarmer UV-Klebstoff<br />
er sich speziell für Anwendungen,<br />
die Formstabilität im Produktionsprozess<br />
erfordern.<br />
Durch Licht im UVA-Bereich von<br />
320 bis 390 nm lässt sich der Klebstoff<br />
in wenigen Sekunden aushärten.<br />
Mit passenden Aushärtegeräten<br />
des UV-Geräteherstellers<br />
Hönle sind für die Verarbeitung von<br />
Vitralit UC 1536 maßgeschneiderte<br />
Lösungen für jede Anwendung aus<br />
einer Hand erhältlich.<br />
Best of 2020<br />
Panacol-Elosol GmbH<br />
Member of Hönle Group<br />
www.panacol.de<br />
Mit Vitralit UC 1536 brachte<br />
Panacol einen weiteren halogenarmen<br />
Klebstoff für die Elektronikindustrie<br />
auf den Markt. Aufgrund<br />
seines geringen Ionengehalts eignet<br />
er sich hervorragend für die Verarbeitung<br />
von Halbleitern. Der neue<br />
hochglänzende, standfeste Klebstoff<br />
wird in nur wenigen Sekunden<br />
ausgehärtet.<br />
Der Klebstoff Vitralit UC 1536<br />
basiert auf Epoxidharz und härtet<br />
unter UV-Licht sehr schnell aus. Aufgrund<br />
seiner Standfestigkeit eignet<br />
Nach der Aushärtung weist Vitralit<br />
UC 1536 eine optisch klare und<br />
hochglänzende Oberfläche auf, die<br />
sehr hart und dadurch kratzfest ist.<br />
Der Klebstoff bleibt auch bei hoher<br />
Temperaturbelastung vergilbungsstabil<br />
und behält seine brillante Transparenz.<br />
Mit einem sehr geringen Ionengehalt<br />
eignet sich Vitralit UC 1536<br />
optimal zur Fixierung von Halbleitern.<br />
Aktuell wird er sehr erfolgreich<br />
zur Verklebung von Glaslinsen auf<br />
CMOS-Sensoren eingesetzt. ◄<br />
Neue dualhärtende Vergussmasse für Piezokeramiken<br />
Mit Vitralit UD 8052 F erweitert Panacol sein<br />
Portfolio an dualhärtenden Acrylatklebstoffen.<br />
Diese zeichnen sich durch eine besonders<br />
hohe Flexibilität und Reißfestigkeit aus und<br />
sind somit für den Verbund von Keramik und<br />
Kunststoff. Eingesetzt wird Vitralit UD 8052<br />
F etwa als Vergussmasse für Piezoaktoren<br />
und -sensoren. Vitralit UD 8052 F ist ein einkomponentiger<br />
Klebstoff mit niedriger Viskosität<br />
auf Acrylatbasis. Er ist jetbar, leicht gelblich<br />
transparent und fluoreszierend eingestellt.<br />
Kundenspezifische Ausführungen in unterschiedlichen<br />
Farbgebungen sind möglich und<br />
erleichtern die Prozesskontrolle. Aufgrund seiner<br />
Jetbarkeit und hohem UPH-Wert (units per<br />
hour) ist der Klebstoff auch für den Einsatz in<br />
der Unterhaltungselektronik geeignet. Vitralit<br />
UD 8052 F lässt sich in wenigen Sekunden<br />
mit UV-Licht (320...390 nm) oder sichtbarem<br />
Licht (405 nm) aushärten. Eine Fluoreszenzkontrolle<br />
kann mit kurzwelligem Licht durchgeführt<br />
werden. In den für Licht nicht erreichbaren<br />
Bereichen härtet Vitralit UD 8052 F<br />
durch Feuchtevernetzung nach und polymerisiert<br />
somit prozesssicher zu einer flexiblen<br />
Verguss- und Glob-Top-Masse.<br />
Nach der Aushärtung zeichnet sich Vitralit<br />
UD 8052 F durch eine hohe Flexibilität und<br />
Reißfestigkeit aus. Dadurch ist der Klebstoff<br />
speziell auf die Verbindung von keramischen<br />
Bauteilen mit Kunststoff optimiert, da er die<br />
unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten<br />
der zu verklebenden Materialien kompensiert.<br />
Vitralit UD 8052 F bietet Schutz vor Korrosion<br />
und anderen äußeren Einflüssen und<br />
hat zudem einen niedrigen Halogengehalt. So<br />
eignet sich Vitralit UD 8052 F als Schutzbeschichtung<br />
und für Anwendungen, bei denen<br />
Zug- und Druckbelastungen auf die Verbindung<br />
wirken. Als Vergussmasse für Piezobauteile<br />
ist Vitralit UD 8052 F somit die nahezu<br />
perfekte Lösung.<br />
Panacol-Elosol GmbH<br />
Member of Hönle Group<br />
www.panacol.de<br />
1/<strong>2021</strong><br />
47
Lasertechnik<br />
Evosys nominiert für die Auszeichnung<br />
„Großer Preis des Mittelstandes“<br />
Erneut ist die Evosys Laser GmbH<br />
zu einem begehrten Wirtschaftspreis<br />
nominiert worden. Die jährlich von<br />
der Oskar-Patzelt-Stiftung vergebene<br />
auszeichnung „Großer Preis<br />
des Mittelstandes“ ist deutschlandweit<br />
angesehen. Nach dem Erhalt<br />
des IHK Gründerpreises 2018, der<br />
Nominierung für den Bayerischen<br />
Gründerpreis 2019 und der Verleihung<br />
des TOP 100 Deutschland<br />
Innovationspreises im Juni 2020<br />
wird Evosys damit noch einmal eine<br />
hohe Anerkennung für seine unternehmerischen<br />
Leistungen zuteil.<br />
Das Erlanger Unternehmen entwickelt<br />
und fertigt Laserschweißanlagen<br />
für die Bearbeitung von Kunststoffen.<br />
Eingesetzt werden diese<br />
dann z.B. in der Automotive-, Medizintechnik-<br />
oder Consumerprodukte-<br />
Industrie. Das Laserschweißen von<br />
Kunststoffen ist ein etabliertes und<br />
weit verbreitetes Fertigungsverfahren.<br />
Es wird vor allem wegen<br />
seiner Zuverlässigkeit, Sauberkeit<br />
und Wirtschaftlichkeit<br />
geschätzt.<br />
Ziel des deutschlandweit<br />
begehrten Wirtschaftspreises<br />
ist es vor allem, die unternehmerische<br />
Verantwortung zu<br />
fördern. Die Nominierung,<br />
zu dem man sich nicht selbst<br />
bewerben kann, gilt als Eintrittskarte<br />
ins „Netzwerk der<br />
Besten“. Als einziger Wirtschaftspreis<br />
Deutschlands<br />
werden hier nicht allein Zahlen,<br />
Innovationen oder Arbeitsplätze<br />
betrachtet, sondern<br />
man sieht das Unternehmen<br />
als Ganzes und in seiner komplexen<br />
Rolle in der Gesellschaft.<br />
Eine hochkarätige Jury<br />
aus angesehenen Vertretern<br />
der Wirtschaft bestimmt Mitte<br />
<strong>2021</strong> anhand diverser Kriterien die<br />
Gewinner. Erst im September nächsten<br />
Jahres werden die Finalisten<br />
dann auf einem Galaabend in Würzburg<br />
bekannt gegeben und prämiert.<br />
Der Maschinenbauer Evosys,<br />
dessen Geschäftsjahr 2020 trotz<br />
der herausfordernden Rahmenbedingungen<br />
bisher gut verlaufen<br />
ist, sieht allein in der Nominierung<br />
ein großes Lob für das Team. ◄<br />
Evosys Laser GmbH<br />
www.evosys-laser.com<br />
Nähere Informationen zum Preis finden sich unter www.mittelstandspreis.com<br />
Gewohnte Qualität unter neuem Namen: KMLT<br />
KMLT GmbH<br />
www.kmlt.de<br />
Die Kirchner und Müller Lasertechnik<br />
GmbH in Dresden wurde<br />
zu Beginn des neuen Jahres in die<br />
48 1/<strong>2021</strong>
Lasertechnik<br />
Mehr Effizienz beim Kunststoffschweißen<br />
Evosys Laser GmbH<br />
www.evosys-laser.com<br />
Das Laserschweißen von Kunststoffen<br />
ist ein industriell etabliertes<br />
und weitverbreitetes Verfahren in<br />
der Produktion. Es wird von Nutzern<br />
vor allem wegen seiner Zuverlässigkeit,<br />
Sauberkeit und Wirtschaftlichkeit<br />
geschätzt. Mit ihrer Next Generation<br />
HMI hebt die Evosys Laser<br />
GmbH die Bedienung und Visualisierung<br />
des Schweißprozesses<br />
noch einmal auf eine neue Ebene.<br />
Zielsetzung bei der Entwicklung<br />
der Next Generation HMI für<br />
die Evosys-Lasersysteme war die<br />
intuitive Visualisierung und Vereinfachung<br />
der Bedienung des Laserschweißprozesses<br />
einschließlich<br />
seiner mechanischen Bewegungen.<br />
Die neue Lösung ist dabei unabhängig<br />
von der eingesetzten Steuerung<br />
funktionsfähig und bietet die Möglichkeit,<br />
durch smarte Zusatzmodule<br />
an wachsende Anforderungen<br />
angepasst zu werden.<br />
Einen zentralen Überblick geben<br />
drei Cockpits, die dem Bediener die<br />
auf seinen Tätigkeitsbereich zugeschnittenen<br />
Informationen liefern<br />
– Prozess, Produktion und Statistik.<br />
Alle übrigen Unterseiten sind<br />
zu Funktionsgruppen zusammengefasst,<br />
wobei die Kopfzeile auf<br />
jeder Seite gleich aufgebaut ist.<br />
Diese zeigt grundlegende Informationen<br />
über die Maschine, wie beispielsweise<br />
Betriebsart, Informations-,<br />
Warn- oder Störmeldungen,<br />
sowie die aktuelle Uhrzeit und die<br />
aktuelle eindeutige Fensternummer.<br />
Die grundsätzliche Navigation<br />
erfolgt über die Seitenleiste<br />
am rechten Rand, die die entsprechenden<br />
Bedienelemente enthält.<br />
Die Evosys Next Generation HMI<br />
übernimmt auch die Visualisierung<br />
und Auswertung der Prozessdaten,<br />
wodurch auf den Einsatz weiterer<br />
Hardware verzichtet werden kann.<br />
Im zentralen Cockpit werden sämtliche<br />
prozessrelevanten Informationen<br />
über die aktuell bearbeitete<br />
Baugruppe angezeigt. Zusätzlich<br />
können die letzten Datensätze in<br />
der Historie der HMI verglichen werden.<br />
Eine Statistikseite erfasst über<br />
verschiedene Zähler Auftrags- und<br />
Produktionsmengen und ermittelt<br />
daraus Qualitätskennwerte. Diese<br />
werden wiederum graphisch aufbereitet<br />
dargestellt.<br />
Über die HMI erfolgt zudem die<br />
Speicherung von Rezepturdatensätzen,<br />
der Export und Import von<br />
Hüllkurven, deren Erstellung und<br />
weitere Systemfunktionen. Beispielsweise<br />
die Überwachung der<br />
Festplattenkapazität oder auch<br />
die Anzeige einer USB-Kamera<br />
können integriert werden. Für den<br />
Endbenutzer nicht erkennbar kann<br />
das System dadurch mit verschiedenen<br />
Maschinensteuerungen wie<br />
beispielsweise Beckhoff oder Siemens<br />
betrieben werden. An der<br />
Funktionalität und vor allem der<br />
Bedienung der Maschine ändert<br />
sich dadurch nichts.<br />
„Mit unserer neuen HMI bieten wir<br />
unseren Kunden nicht nur eine einheitliche<br />
Lösung mit hohem Bedienkomfort<br />
und modernem Look&Feel,<br />
sondern verbessern auch die Visualisierungs-<br />
und Auswertemöglichkeiten<br />
unserer Anlagen und Maschinen.<br />
Damit bieten wir auch eine Lösung<br />
um die Herausforderungen der Digitalisierung<br />
zu meis tern“, erklärt Frank<br />
Brunnecker, Geschäftsführer der<br />
Evosys Laser GmbH. ◄<br />
KMLT GmbH umbenannt.Gleichzeitig<br />
übernimmt die KMLT GmbH<br />
zum Jahresbeginn den kompletten<br />
Geschäftsbetrieb der DREMI-<br />
CUT GMBH.<br />
Ziel ist es, gemeinsame und<br />
übergreifende Kompetenzen<br />
sowie Know-how unter einem<br />
Dach zu bündeln, umso auf die<br />
vielseitigen Anforderungen des<br />
Marktes noch besser reagieren<br />
zu können. Das Leistungsportfolio<br />
liegt im Bereich Laserlohnfertigung<br />
und umfasst verschiedene<br />
Anwendungen der Lasermikrobearbeitung<br />
wie Mikroschneiden,<br />
Mikroschweißen und Lasermarkieren.<br />
Neben der Serienfertigung<br />
von Laserlabel (z.B. Automotive)<br />
und SMD-Schablonen<br />
(Elektronikindustrie) bietet KMLT<br />
einen besonders flexiblen Service<br />
für Sonderanfertigungen,<br />
beispielsweise für Interessenten<br />
aus Forschung & Entwicklung.<br />
Kurze Reaktions-und Lieferzeiten<br />
sowie ein hervorragendes<br />
Preis-Leistungsniveau zeichnen<br />
neben einer hohen Qualitätsgarantie<br />
verantwortlich für einen<br />
zufriedenen, breitgefächerten<br />
Kundenstamm. ◄<br />
1/<strong>2021</strong><br />
49
Komponenten<br />
Hervorragende EMI-Abschirmung<br />
Bisher unerreichte Performance und variable Design-Möglichkeit<br />
DICO Electronic GmbH<br />
www.dico-electronic.de<br />
www.xgrtec.com<br />
Die für die einfache Montage auf<br />
Leiterplatten konzipierte Abschirmung<br />
besteht aus einem leichten,<br />
metallisierten Kunststoffmaterial,<br />
das sich, durch thermisches Verformen<br />
an nahezu jedes Design<br />
anpassen lässt.<br />
Hervorragende technische<br />
Perfomance<br />
SnapShot bietet im Vergleich zu<br />
den bisher verwendeten rahmenbzw.<br />
deckelartigen metallischen<br />
Abschirmungen eine hervorragende<br />
technische Perfomance. Das Material<br />
wurde bereits 2002 durch W. L.<br />
Gore & Associates auf den Markt<br />
gebracht und hat seitdem Erfolg in<br />
zahlreichen Anwendungen in der<br />
Medizin-, in der Militär-, Luft- und<br />
Raumfahrttechnik sowie in der Industrie-<br />
und Computerelektronik.<br />
Es beruht also auf einer seit Jahren<br />
bewährten Technologie.<br />
William Candy, Präsident von<br />
XGR Technologies, ist einer der<br />
ursprünglichen Entwickler von<br />
SnapShot und ehemaliger W. L.<br />
Gore & Associates Ingenieur. Eine<br />
neue strategische Ausrichtung innerhalb<br />
der Fa. W.L.Gore ermöglichte<br />
es Mr. Candy, die Fa. XGR Technologies<br />
2018 mit der Mission, innovative<br />
Lösungen für die EMI-Abschirmung<br />
auf Leiterplatten zu liefern,<br />
zu gründen.<br />
Durch eine Partnerschaft mit<br />
einer Investorengruppe war es ihm<br />
möglich, die gesamte SnapShot-<br />
Produktion sowie die Rechte und<br />
Bestände von W. L. Gore & Associates<br />
zu übernehmen. SnapShot<br />
wird dadurch auch weiterhin mit<br />
denselben Geräten, Materialien<br />
und qualifizierten Bedienern nach<br />
denselben hohen Qualitätsstandards<br />
am selben Standort hergestellt.<br />
Ende 2019 wurde das Qualitätsmanagementsystem<br />
von XGR<br />
nach ISO 9001:2015 zertifiziert und<br />
XGR ist ITAR registriert.<br />
Merkmale und Montage<br />
SnapShot ist eine Abschirmung<br />
mit einer besonderen Konstruktion.<br />
Als Material dient der Thermoplast<br />
Polyetherimid (PEI), der<br />
zugleich extrem leicht und thermisch<br />
gut verformbar ist. Das PEI<br />
wird auf der Außenseite mit einer<br />
Zinnplattierung versehen, sodass<br />
diese leitfähig ist.<br />
Die Montage der Abschirmung<br />
auf die Leiterplatte erfolgt per „Einschnappen“,<br />
d.h., sie wird beim Aufsetzen<br />
auf die Leiterplatte durch<br />
Einrasten ihrer ovalen Löcher auf<br />
den vorher bestückten Lotkugeln<br />
bestückt, die entlang der Kanten<br />
bzw. um den Umfang der Kavitäten<br />
sitzen.<br />
Die Bestückung der Lotkugeln<br />
kann sowohl manuell als auch<br />
automatisch erfolgen, die Anliefe-<br />
50 1/<strong>2021</strong>
Komponenten<br />
rung erfolgt in Rollenware. So entsteht<br />
eine sehr starke elektromechanische<br />
Verbindung.<br />
Eigenschaften der SnapShot-EMI-<br />
Abschirmung<br />
Die Eigenschaften der SnapShot-<br />
EMI-Abschirmung sind:<br />
• Materialdicke: 0,125 mm<br />
• Metallisierungsschichtdicke: 5<br />
µ (SEM)<br />
• planare Abschirmung: 75 dB<br />
(ASTM D4935)<br />
• sehr geringer Oberflächenwiderstand<br />
(ASTM F390)<br />
• Haftfestigkeit der Metallisierung:<br />
5B (ASTM D3359)<br />
• Durchschlagsfestigkeit: 80 kV/mm<br />
(ASTM D149)<br />
• Erweichungstemperatur: 215 °C<br />
(ASTM D1525)<br />
• (Dauer-)Betriebstemperatur:<br />
170 °C<br />
Besonders erwähnenswert ist die<br />
Design-Flexibilität: Jede Kundenanwendung<br />
wird spezifisch entwickelt<br />
und an die individuellen Größen-<br />
und Formanforderungen des<br />
Leiterplatten-Layouts angepasst.<br />
Der Formgebung sind nahezu keine<br />
Grenzen gesetzt. Es können Single-<br />
oder Multi-Kavitäten, mit verschiedenen<br />
Höhen innerhalb einer<br />
Anwendung realisiert werden. Dabei<br />
kann die Profilhöhe bis hin zu „null“<br />
mm Abstand zwischen Bauelementen<br />
und innerer Abschirmoberfläche<br />
reduziert werden. Auch die<br />
Integration von Leiterplattensteckern,<br />
sogenannter Dog Houses,<br />
und Kabeldurchführungen (rund<br />
und flach) sind ausführbar. Zudem<br />
sind SnapShot-EMI-Abschirmungen<br />
robust und langlebig. Sie sind nachweislich<br />
stoß-, vibrations-, feuchtigkeits-<br />
und alterungsbeständig und<br />
nahezu ideal für industrielle und<br />
militärische Mobilgeräte geeignet.<br />
Da die Montage der SnapShot-<br />
EMI-Abschirmung erst nach der<br />
Reflow-Lötung erfolgt, ist eine ungehinderte<br />
Inspektion und Nacharbeit<br />
der bestückten Leiterplatte möglich.<br />
Die Abschirmung ist zudem<br />
von Hand abnehmbar und austauschbar,<br />
ohne dass dabei eine<br />
Beschädigung der Leiterplatte<br />
erfolgt und ohne, dass nachgelötet<br />
werden muss.<br />
Vorteile der SnapShot-EMI-<br />
Abschirmungen:<br />
• ultraleicht, fast ideal bei gewichtssensitive<br />
Anwendungen<br />
• exzellente Abschirmeigenschaften<br />
(übertreffen vergleichbare Abschirmoptionen<br />
bei der Effektivität von<br />
unter 1 GHz bis 12 GHz, relative<br />
Abschirmungseffektivität, verglichen<br />
mit traditionellem Metallgehäuse:<br />
10 dB pro Einheit)<br />
• nichtleitende innere Oberfläche<br />
reduziert die elektromagnetische<br />
Kopplung mit Leiterstrukturen,<br />
minimiert das Gesamtvolumen<br />
und eliminiert die Kurzschlussgefahr<br />
• Reparatur der Schirmung als auch<br />
der Bestückung innerhalb der<br />
Abschirmung ist jederzeit möglich<br />
• hohe Designfreiheit<br />
Um die Verwendung der<br />
SnapShot® EMI-Abschirmung zu<br />
erleichtern, bietet XGR Lotkugeln in<br />
Tape&Reel-Verpackung für die Verarbeitung<br />
mit SMD-Bestückungsautomaten<br />
an.<br />
Weitere Informationen und/oder<br />
ein kostenloses Muster sind vom<br />
Vertriebspartner für die Regionen<br />
Deutschland, Österreich, Schweiz<br />
und Luxemburg DICO Electronic<br />
GmbH oder direkt von XGR Technologies<br />
erhältlich. ◄<br />
KI-Kompass für Entscheider<br />
Ulrich Sendler: Künstliche Intelligenz in der<br />
Industrie: Strategien – Potenziale – Use Cases,<br />
Hanser Verlag 8/2020, 288 Seiten, fester<br />
Einband, Preis 39,99 Euro bzw. E-Book, Preis<br />
31,99 Euro, ISBN: 978-3-446-46295-3 bzw.<br />
978-3-446-46639-5<br />
Künstliche Intelligenz (KI) ist ein breites Feld.<br />
Ein Anwendungsgebiet wird möglicherweise<br />
in naher Zukunft mehr Bedeutung haben als<br />
alle anderen zusammengenommen, und das<br />
ist die Industrie. So sieht es jedenfalls der Autor<br />
dieses Buches. Er beschäftigt sich daher nur<br />
am Rande mit der allgemeinen Debatte über KI,<br />
sondern thematisiert ihren Einsatz in den industriellen<br />
Wertschöpfungsprozessen und in deren<br />
Ergebnissen, den Produkten. Er wendet sich<br />
an Entscheidungsträger, die ihr Unternehmen<br />
fit für den Einsatz industrieller KI machen wollen<br />
und konzentriert sich auf folgende Themen:<br />
• Data Science, Machine Learning, Künstliche<br />
Neuronale Netze<br />
• Zusammenspiel von KI, Industrie 4.0 und IoT<br />
• KI in der Industrie: Einsatzszenarien in Produktentwicklung<br />
und Produktion sowie für<br />
produktbasierende Dienste, KI in der (Edge-)<br />
Cloud und auf dem Chip<br />
• Rolle der Industrieplattformen: B2B-Angebote<br />
für KI-Apps, Managed Services, Cloud<br />
Infrastructure as a Service<br />
• Datensicherheit und Ethik<br />
Einblicke in die Strategien, Angebote und<br />
Use Cases führender Unternehmen und Forschungseinrichtungen<br />
runden den Inhalt ab.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
51
Software<br />
Management von IoT-Sicherheitsmechanismen<br />
Data I/O vereinfacht den IoT-Sicherheitsprozess mit der Deployment-as-a-Service-Programmiereinheit SentriX<br />
Security und dem Creator-Softwaretool.<br />
Data I/O GmbH<br />
info@data-io.de<br />
www.data-io.de<br />
SentriX vereint den Bereitstellungsprozess<br />
und das Management<br />
von IoT-Sicherheitsmechanismen<br />
für die IoT- und Automobil-<br />
Massenproduktion.<br />
Sichere Programmierung auf<br />
hohem Niveau<br />
Die Data I/O Corporation gab die<br />
Einführung der nächsten Generation<br />
der sicheren Programmierumgebung<br />
SentriX und der neuentwickelten<br />
SentriX Product Creator<br />
Toolsuite bekannt. Der neue SentriX-<br />
Service vereinfacht die End-to-End-<br />
Verschlüsselung und Programmierung<br />
für robuste IoT- und Automotive-Anwendungen<br />
und ermöglicht<br />
ein ausgelagertes As-a-Service-<br />
Geschäftsmodell. Der SentriX Product<br />
Creator ist eine leistungsstarke<br />
Software-Suite, die OEMs in die<br />
Lage versetzt, sicher, schnell und<br />
einfach Sicherheitsmechanismen<br />
für ihre Produkte zu definieren und<br />
diese per Fernzugriff an SentriXfähige<br />
Produktionsstätten zu liefern.<br />
Unterstützt zwei<br />
Programmiermodelle<br />
Weitere Informationen: www.dataio.com/sentrix<br />
Die neue SentriX Product Creator<br />
Software unterstützt zwei Programmiermodelle,<br />
die in Kooperation mit<br />
führenden Halbleiterherstellern entwickelt<br />
wurden: SentriX GO und<br />
SentriX Custom. SentriX GO optimiert<br />
durch vorkonfigurierte Sicherheitsprofile<br />
den Programmierprozess<br />
und bietet eine hohe Benutzerfreundlichkeit<br />
während der Bedienung.<br />
SentriX GO unterstützt die<br />
gängigsten Anwendungsfälle wie<br />
Cloud-Onboarding, secure boot,<br />
Zugriffskontrollen, Geräteauthentizität<br />
und andere. SentriX Custom<br />
unterstützt eine vollständig benutzerdefinierte<br />
Anwendung. Beide<br />
Modelle ermöglichen die Zusammenarbeit<br />
bei der Definition hardwarebasierter<br />
Sicherheitsmechanismen<br />
zwischen OEM, Halbleiterhersteller<br />
und Programmierpartner,<br />
um diese auf der sicheren Programmierumgebung<br />
SentiX in ihre<br />
Produkte zu integrieren.<br />
„Unabhängig von ihrer Unternehmensgröße<br />
benötigen OEMs eine<br />
einfache, kostengünstige und integrierte<br />
Methode, um IoT-Sicherheit<br />
zu gewährleisten“, sagt Michael<br />
Tidwell, Vice President für Business<br />
Development und Marketing<br />
der Data I/O Corporation. „Der<br />
SentriX Product Creator reduziert<br />
durch vorkonfigurierte, anpassbare<br />
Sicherheitsprofile die Komplexität<br />
in der Massenproduktion bereits<br />
in der Fertigungslinie um ein Vielfaches.<br />
Als benutzerfreundliches<br />
Tool befähigt der Product Creator<br />
OEMs ab jetzt selbst für eine sehr<br />
hohe hardwarebasierte Sicherheit<br />
ihrer secure ICs und Mikrocontroller<br />
zu sorgen und ermöglicht ihnen<br />
auf ein ausgelagertes Service-<br />
Geschäftsmodell zurückzugreifen.<br />
Das bedeutet, dass sie einen sehr<br />
hohen Grad an IP-Schutz und Lieferkettenintegrität<br />
erreichen, aber<br />
kostspielige Investitionen, spezialisierte<br />
Softwareeigenentwicklungen,<br />
physische Sicherheitsstufen und<br />
laufende Wartungen der Vergangenheit<br />
angehören“.<br />
Bewährte Programmiereinheit<br />
Die nächste Generation der<br />
SentriX-Programmiereinheit wurde<br />
52 1/<strong>2021</strong>
Software<br />
bereits an mehreren Kundenstandorten<br />
implementiert und wird von<br />
unterschiedlichen OEMs für deren<br />
gewünschte Sicherheitsanwendungen<br />
eingesetzt. Dem SentriX-<br />
Ökosystem gehört zudem eine sehr<br />
große Anzahl an Halbleiterherstellern<br />
an, deren sichere Bausteine<br />
darauf ausgelegt sind, die Programmierung<br />
über eine Software zu definieren<br />
und hardwarebasiert durchzuführen.<br />
SentriX wird Distributoren<br />
elektronischer Bauteile, Programmierzentren<br />
und OEMs als kostengünstiges<br />
Service-Modell bereits mit<br />
geringen Mindestbestellmengen bis<br />
hin zu hohen Volumina angeboten.<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Dank der neuartigen Architektur lassen<br />
sich bestehende Data I/O Programmiereinheiten<br />
der PSV-Familie<br />
problemlos auf SentriX upgraden.<br />
Der beste Ansatz<br />
IoT-OEMs stehen zunehmend<br />
unter Druck, ihr geistiges Eigentum<br />
zu schützen, gesetzliche Anforderungen<br />
zu erfüllen und ihre Marken<br />
und Einnahmequellen zu schützen.<br />
Der beste Ansatz für das Produktdesign<br />
besteht heutzutage darin,<br />
hardwarebasierte Sicherheitsmechanismen<br />
bereits im Produktionsprozess,<br />
vor der Montage der<br />
Boards, in Produkte zu integrieren.<br />
Bisher waren der<br />
Design-Prozess<br />
und die Herstellung<br />
sicherer IoT-<br />
Geräte kostspielig,<br />
komplex, anfällig<br />
in Bezug auf Ihre<br />
Sicherheit und nur<br />
durch unterschiedliche<br />
und benutzerspezifische<br />
Softwaretools<br />
bedienbar.<br />
Durch die Kombination<br />
von SentriX und der Product<br />
Creator Software werden<br />
diese Prozesse nun erheblich vereinfacht:<br />
Das As-a-Service-Modell<br />
von SentriX senkt die Kosten, die<br />
durch die Entwicklung, Integration<br />
und Wartung von kundenspezifischer<br />
Software entstehen, die<br />
normalerweise erforderlich sind,<br />
wenn kundenspezifische Sicherheitsanforderungen<br />
implementiert<br />
werden, bevor die eigentliche Fertigung<br />
in der Linie beginnt.<br />
SentriX Security<br />
Deployment-as-a-Service<br />
SentriX bringt Sicherheit in die<br />
globale Lieferkette elektronischer<br />
Geräte und schützt das geistige<br />
Eigentum von IoT-Geräten von der<br />
Entwicklung bis zur Anwendung.<br />
Die sichere Programmierumgebung<br />
SentriX von Data<br />
I/O verschlüsselt<br />
programmierbare<br />
Bausteine<br />
sowohl für Prototyping-Anwendungen<br />
in kleinen<br />
Stückzahlen<br />
als auch für die<br />
Massenproduktion.<br />
SentriX integriert<br />
eine FIPS-<br />
140-2/Level-3-<br />
konforme HSM in ein automatisiertes<br />
Programmiersystem, dass die<br />
Programmierung von Sicherheitsmechanismen<br />
in ICs und Mikrocontrollern<br />
ermöglicht.<br />
Der SentriX Product Creator ist<br />
die Software-Tool-Suite, mit der<br />
OEMs, Halbleiterhersteller und Programmiercenter<br />
Sicherheitsanforderungen<br />
definieren und diese gemeinsam<br />
auf der SentriX Programmiereinheit<br />
bereitstellen. Das SentriX<br />
Product Creator Tool bietet OEMs<br />
zwei flexible Programmiervarianten:<br />
Eine vollständig anpassbare<br />
und individuell einstellbare Variante<br />
und SentriX GO, bei der vorkonfigurierte<br />
Sicherheitsprofile für<br />
die gängigsten Anwendungsfälle<br />
Zeit und Aufwand sparen. Die mit<br />
dem SentriX Product Creator Tool<br />
erstellten Profildefinitionen werden<br />
zur sicheren Programmierung auf<br />
die SentriX-Plattform übertragen.<br />
Das kostengünstige As-a-Service-<br />
Modell ermöglicht OEMs sichere<br />
Bausteine für eine Muster- bis hin<br />
zur Massenproduktion bereitzustellen.<br />
Der SentriX Product Creator ist<br />
ab sofort verfügbar. ◄<br />
Als Aussteller auf<br />
der Embedded World<br />
Exhibition & Conference<br />
digital lädt Data I/O<br />
Embedded-Experten vom<br />
1. bis 5. März <strong>2021</strong> zu<br />
Fachgesprächen und<br />
Produktvorführungen ein.<br />
53
Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren<br />
Data-Matrix-Code und Laserkennzeichnung –<br />
optimale Lösung für schwierige Anwendungen<br />
Anwendungen realisieren, welche<br />
ohne Laser kaum umsetzbar wären.<br />
Ein weiteres Beispiel stellen Kennzeichnung<br />
auf Schaftwerkzeugen mit<br />
geringen Durchmessern dar. Verfahren<br />
wie Ritzen und Ätzen stoßen<br />
hier schnell an die Grenzen<br />
und eignen sich noch weniger für<br />
die Kodierung von Informationen.<br />
Die LM-Station I der Laser<br />
Lounge GmbH ist für solche Anwendungen<br />
hingegen eine ideale Lösung.<br />
Der robuste und langlebige Faserlaser<br />
erlaubt die Bearbeitung von<br />
Metallen, Kunststoffen und Keramiken.<br />
Das kompakte Maschinen-<br />
Design benötigt nur einen geringen<br />
Platz und kann leicht zum gewünschten<br />
Arbeitsplatz umgesetzt werden.<br />
In Verbindung mit der Laser Lounge<br />
eigenen Beschriftungssoftware LM-<br />
Creator lassen sich zudem im Handumdrehen<br />
Data-Matrix-Codes mit<br />
den gewünschten Informationen<br />
und andere Kennzeichnungen wie<br />
Logos und Seriennummern erstellen.<br />
Eine integrierte Materialdatenbank<br />
stellt dabei sicher, dass das<br />
Beschriftungsergebnis stets gleichbleibend<br />
optimal für das jeweilige<br />
Material umgesetzt wird. Das Lasersystem<br />
wurde speziell für Anwender<br />
konzipiert, welche eine günstige<br />
Kennzeichnunglösung benötigen,<br />
aber nicht auf Sicherheit und<br />
hohe Qualitätsstandards verzichten<br />
möchten. Hierzu kooperiert<br />
die Laser Lounge GmbH mit etablierten<br />
Unternehmen der deutschen<br />
Laserbranche.<br />
Laser Lounge GmbH<br />
info@laserlounge.de<br />
www.laserlounge.de<br />
Die Rückverfolgbarkeit von Produkten<br />
und Werkstücken ist eine<br />
häufig formulierte Forderung in der<br />
industriellen Fertigung. Maschinenlesbare<br />
Codes sind hierbei ein ideales<br />
Medium, um verschiedenste<br />
Informationen schnell und einfach<br />
zu speichern bzw. auszulesen. Insbesondere<br />
der Data-Matrix-Code<br />
punktet dabei mit seinen Vorteilen<br />
hinsichtlich des geringen Platzbedarfs,<br />
der Robustheit gegenüber<br />
teilweiser Zerstörung und den vergleichsweise<br />
geringen Kontrastanforderungen.<br />
In Kombination mit den breiten<br />
Einsatzspektrum moderner Laserbeschriftungssysteme<br />
lassen sich<br />
die Vorteile der Code-Technologie<br />
auch weit in das Segment der Direktmarkierung<br />
übernehmen. Speziell<br />
bei der Kennzeichnung von schwierigen<br />
Oberflächen, wie zum Beispiel<br />
Hartmetall, lassen sich dabei<br />
The longer it works, the faster it gets: Der IOSS WID120<br />
Wafer ID Reader gehört zur neusten Generation von<br />
Advanced Wafer ID Readers. Er wurde entworfen, um<br />
die Lücke zwischen einfacher Funktionalität und größter<br />
Flexibilität zu schließen. Mit bis zu 18 verschiedenen<br />
Lichtmodi liest der IOSS WID120 sowohl OCR-Codes<br />
als auch Barcodes, DataMatrix- und QR-Codes, und<br />
zwar unabhängig von der Wafer-Oberfläche. Dank der<br />
vollautomatischen Lichtsteuerung und der intelligenten<br />
Rezeptverwaltung ist der IOSS WID120 dazu in der Lage,<br />
sich selbst zu optimieren und die Leseraten dras tisch zu<br />
erhöhen. Der geführte Einlernprozess erleichtert das<br />
Anlegen von Rezepten immens. Bereits vom Vorgänger<br />
bekannte Funktionen, wie Master/Slave und Datenbank<br />
Anbindung sind selbstverständlich auch in diesem<br />
Modell enthalten. Das Exportieren von Bildern via FTP<br />
ist beim IOSS WID120 nun auch möglich.<br />
HTT High Tech Trade GmbH<br />
www.httgroup.eu<br />
Wafer ID Reader schließt Lücke zwischen Funktionalität und Flexibilität
Dienstleistung<br />
Prüfmethoden für ionische Verunreinigungen<br />
Die steigende Verwendung von hochsensibler und kompakter Elektronik<br />
im technisch anspruchsvollen Automotive-Bereich bedeutet<br />
immer schärfere Anforderungen an die ionische Sauberkeit solcher<br />
Bauteile. Hier trifft die zunehmende Miniaturisierung der Elektronik<br />
mit engsten Kontaktabständen auf schwankende Klimabedingungen<br />
über sehr lange Lebensdauer. Quelle ionischer Verunreinigungen sind<br />
Rückstände aus Löt- oder Galvanikprozessen.<br />
Ionenchromatographie (IC)<br />
Die Ionenchromatographie ist die qualitative und quantitative Analyse<br />
von ionischen Rückständen. Diese Methode zeichnet sich vor<br />
allem durch die deutlich höherer Detailschärfe, verglichen mit der<br />
ROSE-Messung, aus. Die vom Bauteil extrahierte ionische Verunreinigung<br />
wird mithilfe geeigneter Trennsäulen chromatographisch<br />
aufgetrennt und die einzelnen Ionen in einer Leitfähigkeitsmesszelle<br />
detektiert. Die verschiedenen Ionen können durch die so erhaltenen<br />
Retentionszeiten charakterisiert und durch den Einsatz geeigneter<br />
Referenzstandards quantifiziert werden.<br />
Resistivity of Solvent Extract (ROSE)<br />
Resistivity of Solvent Extract (ROSE)<br />
Die ROSE-Messung stellt eine schnelle und kostengünstige Methode<br />
zur Bestimmung der Leitfähigkeit von ionischen Rückständen auf elektronischen<br />
Bauteilen dar. Die ionischen Rückstände werden extrahiert,<br />
anschließend wird der spezifische Widerstand der Lösung bestimmt<br />
und danach die Ergebnisse gegen Natriumchlorid kalibriert und in<br />
µg-NaCl-Äquivalente pro cm² umgerechnet.<br />
CleanControlling GmbH<br />
www.cleancontrolling.de<br />
Durchgängige IoT-Kompetenz in der<br />
Elektronikfertigung<br />
RAFI GmbH & Co. KG<br />
www.rafi.de<br />
Als ein führender deutscher<br />
Anbieter von Electronic Engineering<br />
and Manufacturing Services<br />
(E 2 MS) entwickelt und fertigt RAFI<br />
IoT-optimierte Qualitätsprodukte<br />
mit integrierten Mobilfunk-Modulen,<br />
WiFi-Chipsets, LoRaWAN ICs, Bluetooth-LE<br />
Controllern oder Ethernet-<br />
Schnittstellen. Zum Produktspektrum<br />
zählen Cloud-Access-Netzwerkgeräte<br />
wie industrielle Mobilfunk-Gateways,<br />
WIFI-Router und<br />
Access-Points sowie Mobilfunksensoreinheiten<br />
zur Online-Überwachung<br />
von technischem Gerät.<br />
Überdies bietet RAFI IoT-<br />
Lösungen für das Asset Tracking,<br />
Smart Metering und die Gebäudetechnik.<br />
Neben technologischem<br />
Know-how und einem modernen<br />
Maschinenpark sorgen vollautomatische<br />
Prüfverfahren und die<br />
durchgängige Rückverfolgbarkeit<br />
für eine konstant hohe Fertigungsgüte.<br />
Die Bestückungsleistungen der<br />
SMD-Anlagen reichen von Bauteilen<br />
in Bauform 01005, Halbleitern<br />
im Finepitch-Gehäuse bis zu Odd-<br />
Shape-Komponenten und schließen<br />
auch Sondertechnologien wie<br />
Package-on-Package und Pin-in-<br />
Paste ein. Von der Leiterplattenbedruckung<br />
über das Reflow- und<br />
Selektivlöten durchläuft jede Baugruppe<br />
vollautomatische Qualitätsinspektionen.<br />
Verschiedene Vergussverfahren<br />
schützen die Elektronik<br />
vor Vibration und dem Eindringen<br />
von Feuchtigkeit im Außeneinsatz.<br />
Traceability<br />
Ein lückenloses Traceability-<br />
System mit Unikatsnummer und<br />
Prozessverriegelung registriert<br />
Bauteile und Fertigungsprozesse<br />
für die jeweiligen Produkte und<br />
stellt die akkurate Verwaltung von<br />
Seriennummern, MAC-Adressen,<br />
FCC-IDs und Security-Schlüsseln<br />
sicher. Über die abschließenden<br />
mechanischen und elektrischen<br />
Tests hinaus wird die ordnungsgemäße<br />
Sende-/Empfangs-Funktionalität<br />
in HF-Abschirmboxen geprüft.<br />
Im Bedarfsfall wird die normgerechte<br />
WIFI-Charakteristik auf sämtlichen<br />
Frequenzbändern durch Kalibrierung<br />
einzelner Frequenz garantiert.<br />
Das EMS-Leistungsspektrum<br />
von RAFI umfasst alle Stufen von<br />
der Entwicklung bis zum Lebenszyklus-<br />
und Obsolescence-Management<br />
für Serienprodukte einschließlich<br />
der Verpackung und Kennzeichnung<br />
mit Seriennummern, MAC-<br />
Adressen sowie den vorgeschriebenen<br />
Normdefinitionen und Hinweiszeichen.<br />
Bei Projekten mit<br />
Mobilfunkzugang erhalten RAFI-<br />
Kunden auch hinsichtlich des SIM-<br />
Karten-Handlings, etwa bei der Vertragsadministration,<br />
den Aktivierungsprozessen<br />
oder dem Datenvolumen-Management<br />
umfassende<br />
Unterstützung. Zudem sorgt die<br />
Logistik von RAFI für die Frachtund<br />
Zollabwicklung für den weltweiten<br />
Transport der Ware zu den<br />
Kunden. ◄<br />
1/<strong>2021</strong><br />
55
Dienstleistung<br />
Rechtzeitig Engpässe erkennen und umgehen<br />
ten, auch wenn die Verdopplung<br />
der Prozessorenleistung heute etwa<br />
alle 18 Monate stattfindet.<br />
Autorin:<br />
Isabel Schmidt, Strategische<br />
Einkäuferin bei<br />
Tonfunk GmbH<br />
www.tonfunk.de<br />
Die immer kürzer werdenden<br />
Lebenszyklen elektronischer<br />
Systeme werden für die EMS Industrie<br />
eine immer größere Herausforderung.<br />
In der Zukunft wird das<br />
Obsoleszenz-Management als<br />
wesentlicher Teil des unternehmerischen<br />
Risikomanagements eine<br />
wichtige Rolle in der Prozessentwicklung<br />
spielen. Dies sieht nicht<br />
nur die Tonfunk Gruppe so, sondern<br />
wird auch in der VDI Richtlinie<br />
VDI2882:2018-05 so definiert.<br />
Die Herausforderung eines jeden<br />
Herstellers elektronischer Systeme<br />
ist es, bei stetiger Innovationsbeschleunigung<br />
seine in einem Produkt<br />
angebotene Lösung über einen längeren<br />
Zeitraum (meist 6 bis 10 Jahre)<br />
anbieten zu können. Leider sind die<br />
Iterationen der maßgeblich den Komponentenmarkt<br />
beeinflussenden<br />
Industrien (Smartphones, Wearables,<br />
IoT) wesentlich schneller.<br />
So ändern beispielsweise Hersteller<br />
von Smartphones die Gerätegenerationen<br />
mindestens einmal<br />
im Jahr. Die neuen Produkte werden<br />
immer leistungsfähiger, eingesetzte<br />
Bauteile ändern sich grundlegend,<br />
werden immer kleiner und<br />
vielseitiger.<br />
Bereits Gordon Moore prägte<br />
1965 die Aussage, dass sich die<br />
Anzahl von Transistoren in integrierten<br />
Schaltungen jährlich verdoppelt.<br />
Ihm wurde damals nicht<br />
geglaubt, seine Vorhersage als<br />
ScienceFiction abgetan. Er sollte<br />
dennoch bis heute Recht behal-<br />
„Components-off-the- shelf“<br />
Die Industrie spricht oft davon,<br />
dass für die Lösung der Produkte<br />
sogenannte „Components-off-theshelf“<br />
(COTS) benutzt werden. Diese<br />
sind jedoch nur so lange verfügbar,<br />
wie die Industrie sie beispielsweise<br />
im aktuellen Smartphone einsetzt.<br />
Die Hersteller der COTS, SOCs<br />
(System on Chip) oder Prozessoren<br />
investieren sehr viel Geld in<br />
die nächste Schaltungsgeneration in<br />
neuen, oft sehr viel kleineren Nanometerstrukturen<br />
im Silizium (Dotierung)<br />
und sind darauf angewiesen,<br />
ihre Schaltungen in die jeweils neu<br />
entstehenden Produkte (z. B. Smartphones)<br />
einzudesignen. Daher ist<br />
es auch verständlich, weshalb der<br />
Hersteller seine Komponenten heute<br />
schneller abkündigt als zuvor, da die<br />
alte Generation Platz für die nächste<br />
machen muss.<br />
Ambivalente Situation<br />
Im Zusammenhang mit der in der<br />
Industrie angestrebten Produktlebensdauer<br />
(bezogen auf die Funktion)<br />
von sechs bis zehn Jahren entsteht<br />
somit eine ambivalente Situation.<br />
Wollen wir künftig nicht unerwartet<br />
und gefühlt immer häufiger<br />
in eine Obsoleszenzfalle treten,<br />
bleibt uns nur der Weg einer intelligenten<br />
Lösung. Diese wird ermöglicht<br />
durch die Nutzung eines proaktiven<br />
bzw. strategischen Obsoleszenz-Managements.<br />
Betrachtet man nun verschiedene<br />
Varianten des Umgangs mit Obsoleszenzen,<br />
trifft man auf reaktives,<br />
proaktives und strategisches Obsoleszenz-Management.<br />
Reaktive Obsoleszenz-<br />
Management<br />
Das reaktive Obsoleszenz-<br />
Management ist hierbei die Variante,<br />
die erst greift, wenn das Problem<br />
schon da ist. Das Abkündigungsschreiben<br />
des Herstellers liegt<br />
vor - jetzt wird die Zeit knapp, um<br />
eine sichere und kostenoptimierte<br />
Lösung zu finden. Teure Zukäufe,<br />
die endlose Suche nach adäquaten<br />
Alternativen, Redesigns, die<br />
die Performance des Produktes<br />
56 1/<strong>2021</strong>
Dienstleistung<br />
und somit die Stellung des Unternehmens am<br />
Markt beeinflussen können oder Endbevorratungen,<br />
die schwer abzuschätzen sind, sind<br />
zumeist die einzigen Möglichkeiten.<br />
Proaktiven Obsoleszenz-Management<br />
Beim proaktiven Obsoleszenz-Management<br />
versucht man vorzubeugen. Strategische Auswahl<br />
von Komponenten mit Blick auf die Langzeitverfügbarkeit,<br />
Herstellergarantien und Second-<br />
Source-Listen für kritische Komponenten sorgen<br />
dafür, dass Unternehmen souveräner mit<br />
Abkündigungssituationen umgehen und somit die<br />
Kosten und das Risiko geringer halten können.<br />
Das strategische Obsoleszenz-Management<br />
erweitert die reaktiven und proaktiven Konzepte.<br />
Stücklistenanalysen können bereits in der<br />
Entwicklung erfolgen. In Kombination mit der<br />
Bereitstellung von „Year to End-of-life“-Daten<br />
der einzelnen Komponenten entsteht die Möglichkeit,<br />
Komponenten zu wählen, die von der<br />
Verfügbarkeitsdauer zum Produktlebenszyklus<br />
des Endprodukts passen. Darüber hinaus werden<br />
Stücklisten dauerhaft überwacht und Änderungen<br />
der Verfügbarkeitsdauer regelmäßig übermittelt.<br />
Durch die Kombination dieser drei Varianten<br />
ist es möglich, das Risiko einer Obsoleszenzfalle<br />
und die Kosten im Blick zu behalten.<br />
Wie erweitert man aber das reaktive um das<br />
proaktive und strategische Obsoleszenz-<br />
Management?<br />
Hier gibt die 2005 als Lizenznehmer der<br />
COG UK gegründete Component Obsolescence<br />
Group Deutschland gute Ansätze. Die<br />
COG Deutschland hat das Ziel, Bewusstsein<br />
für die Thematik der Obsoleszenz zu schaffen<br />
und gemeinsam mit ihren Mitgliedern Lösungsansätze<br />
zu finden. Auch Tonfunk als Mitglied<br />
des COG Deutschland nutzt die Quartalsmeetings<br />
sowohl zum Austausch mit Marktbegleitern,<br />
Kunden und Lieferanten als auch zur Optimierung<br />
des eigenen Konzepts im Umgang mit<br />
Obsoleszenzen. Softwarelösungen wie die von<br />
IHS und Silicon Expert geben Unternehmen die<br />
Möglichkeit, den Umgang mit Obsoleszenzen zu<br />
verbessern. Dabei gilt es zu überlegen, ob man<br />
eine solche Softwarelösung<br />
selbst implementiert oder ob<br />
man mit Partnern zusammenarbeitet,<br />
die bereits ein strategisches<br />
Obsoleszenz-Management<br />
betreiben und die benötigten<br />
Informationen zur Verfügung<br />
stellen können.<br />
Tonfunk als Partner<br />
Die Tonfunk GmbH ist ein<br />
solcher Partner. Durch die Bildung<br />
von Projektgruppen wurde<br />
das interne Obsoleszenz-<br />
Management-Konzept immer<br />
weiter optimiert. Somit können den Kunden die<br />
richtigen Informationen zeitnah übermittelt werden.<br />
Eingehende Produktänderungsmitteilungen<br />
(PCNs) und Abkündigungen werden ausgewertet<br />
und den entsprechenden Stücklistenpositionen<br />
der Kunden zugeordnet. Zusammen mit<br />
Alternativvorschlägen und Handlungsempfehlungen<br />
werden diese Informationen anschließend<br />
an den Kunden übermittelt. Somit verbleibt<br />
ausreichend Zeit, um eine effektive und<br />
passende Lösung zu finden.<br />
Auch unterstützt die Tonfunk GmbH ihre Kunden<br />
bei Entwicklungsprojekten und kann hier<br />
bereits in den ersten Schritten die Lebensdauer<br />
der Bauteile prüfen. In Fachkreisen spricht man in<br />
diesem Zusammenhang von der Ermittlung des<br />
Gesundheitszustandes der vorliegenden Stücklisten<br />
der Baugruppen. Für die in der Steuerung<br />
eingesetzten Komponenten ist das ein essenzieller<br />
Prozessschritt, der auch einen Wettbewerbsvorteil<br />
ausmachen kann. Dadurch kann<br />
das Design direkt angepasst, Zeitverzug vermieden<br />
und Mehrkosten geringgehalten werden.<br />
Möglichst sichere Stückliste<br />
Dieser Vorgang wird in der Entwicklungsphase<br />
immer wieder durchlaufen, damit am Ende eine<br />
möglichst sichere Stückliste erstellt werden kann.<br />
Durch die Nutzung von Silicon Expert ist es Tonfunk<br />
außerdem möglich, einzelne Stücklisten,<br />
Projekte oder ganze Approved-Component-<br />
Listen von Kunden zu überwachen und Änderungen<br />
der Lebensdauer im Blick zu behalten.<br />
Dadurch kann der Kunde frühzeitig informiert<br />
werden, wenn es zu Auffälligkeiten kommt. In<br />
diesem Punkt ist eine frühzeitige Kooperation mit<br />
dem Electronic Manufacturing Partner wichtig.<br />
Fazit<br />
Zusammenfassend kann man sagen: Obsoleszenz-Management<br />
ist ein wichtiger und notwendiger<br />
Teil des betrieblichen Risikomanagements.<br />
Versorgungsengpässe werden künftig<br />
immer weiter zunehmen und gefährden die Wirtschaftlichkeit<br />
strategischer Projekte. Hier sieht<br />
sich die Tonfunk Gruppe als starker Partner für<br />
eine individuelle Obsoleszenz-Management-<br />
Strategie. ◄<br />
1/<strong>2021</strong> 57<br />
ES GIBT<br />
IMMER<br />
EINE<br />
LÖSUNG<br />
... für Elektronikentwicklung<br />
... für Elektronikfertigung<br />
... für High Level Assembly<br />
... mit dem besten EMS-Konzept<br />
Anger 20, OT Ermsleben<br />
06463 Falkenstein/Harz<br />
Telefon: +49 34743 50-0<br />
E-Mail: info@tonfunk.de<br />
www.tonfunk.de
Dienstleistung<br />
Fokus auf Dienstleistungen rund um<br />
Bauelemente<br />
Factronix stellte seine umfangreichen Dienstleistungen rund um Bauelemente vor.<br />
Wieder einsatztauglich gemacht: Performance-Upgrades von QFNs<br />
gelingen mit einem schonenden Pre-Pumping<br />
Diese reichen vom Laser-Reballing<br />
über das Wiederaufbereiten<br />
überlagerter Komponenten bis hin<br />
zu Performance-Upgrades. Darüber<br />
hinaus unterstützt Factronix mit<br />
seinen offenen Packages Entwickler<br />
und Elektronikfertiger beim IC-<br />
Prototyping.<br />
Zu wertvoll für den Schrott<br />
Abgekündigte Bauelemente wie<br />
Prozessoren oder Speicher-ICs<br />
sind meist zu wertvoll, um sie auf<br />
veralteten Baugruppen in den Elektroschrott<br />
zu geben. Für die weitere<br />
Wiederverwendung müssen allerdings<br />
die Bauteilanschlüsse überarbeitet<br />
werden. Factronix bietet<br />
darum gemeinsam mit seinem schottischen<br />
Partner Retronix umfangreiche<br />
Dienstleistungen rund um<br />
Bauelemente an.<br />
Performance-Upgrades<br />
Überlagerte Bauteile fit<br />
gemacht: Nicht mehr lötbare<br />
Anschlusskontaktierungen (o.)<br />
werden durch ein Refresh (u.)<br />
wieder löttauglich<br />
Double-Dipping-Neuverzinnung,<br />
BGA-Laser-Reballing, BGA-Columning<br />
und QFN-Prebumping an. Alle<br />
Prozesse werden reproduzierbar,<br />
maschinell und ohne thermischen<br />
Stress für die Bauteile ausgeführt.<br />
Hervorzuheben ist das Laser-Reballing.<br />
Dabei handelt es sich um ein<br />
für den BGA sehr schonendes Verfahren,<br />
das die Vorgaben der IPC<br />
deutlich übertrifft, da der BGA beim<br />
Reballing keinerlei Wärmestress<br />
ausgesetzt ist. Die Herstellervorgaben<br />
für das Bauteil-Rework von<br />
maximal drei Reflow-Zyklen, denen<br />
ein Bauteil ausgesetzt werden darf,<br />
erfüllt das Laser-Reballing ebenfalls.<br />
Offene Packages fürs<br />
IC-Prototyping<br />
Gemeinsam mit Topline unterstützt<br />
Factronix Entwickler und<br />
Elektronikfertiger mit sogenannten<br />
offenen Packages (Open-Cavities)<br />
beim IC-Prototyping. Diese Halbleitergehäuse<br />
in verschiedenen Ausführungen<br />
lassen sich auf die jeweiligen<br />
Anforderungen adaptieren und<br />
ermöglichen somit die Entwicklung<br />
eigener Mikrochips in kleinen Stückzahlen.<br />
Erhältlich sind die offenen<br />
Chipgehäuse als QFN, offene SOs<br />
(Small Outline) und offene DIPs<br />
(Dual In-Line Package) als Keramikbauteile.<br />
Die Pads im Inneren<br />
der Gehäuse sind vergoldet und<br />
damit optimiert zum Drahtbonden;<br />
die Unterseite der QFNs ist ideal<br />
zum bleifreien Löten beschichtet<br />
(NiAu). Die Metall-Leadframes<br />
sind in Nickel-Palladium Oberfläche<br />
ausgeführt.<br />
Nach dem Die-Attach und Wirebonding<br />
lassen sich die Gehäuse<br />
komplett oder teilweise (für Sensoranwendungen)<br />
verfüllen oder mit<br />
Lids verdeckeln (auch transparent).<br />
Offene QFNs werden im Waffle Pack<br />
geliefert. Factronix liefert hierzu<br />
auch den passenden Bonddraht<br />
zum Verbinden der Dies mit dem<br />
Gehäuse. Zudem bietet Factronix<br />
seinen Kunden das Packaging auch<br />
als komplette Dienstleistung an.<br />
Dazu muss der Kunde lediglich die<br />
Wafer Dies nebst entsprechendem<br />
Bond-Schema zuschicken ◄<br />
factronix GmbH<br />
www.factronix.com<br />
Hierzu zählen das Wiederaufbereiten<br />
überlagerter Bauteile, das<br />
Ausrichten von Anschlüssen und<br />
das Umlegieren selbiger. Kommen<br />
Bauelemente in hochzuverlässigen<br />
Anwendungen zum Einsatz,<br />
bietet Factronix auch Performance-Upgrades<br />
in Form von<br />
Die Herstellervorgaben für das Bauteil-Rework von maximal drei<br />
Reflow-Zyklen, denen ein Bauteil maximal ausgesetzt werden darf,<br />
erfüll das Laser-Reballing problemlos<br />
58 1/<strong>2021</strong>
Dienstleistung<br />
Engineering-Dienstleistungen werden<br />
ausgebaut<br />
Technischer Geschäftsführer Harald Weiß (l.) und kaufmännischer<br />
Geschäftsführer Michael Walter (r.) von elektron systeme freuen sich<br />
das sie mit Andreas Schröppel (Mitte) einen erfahrenen Experten für<br />
Steuerungs-, Regelungs- und Medizintechnik gewinnen konnten<br />
elektron systeme und<br />
Komponenten<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.elektron-systeme.de<br />
1/<strong>2021</strong><br />
Während die meisten EMS-Unternehmen<br />
in diesen Zeiten verhalten<br />
agieren, geht elektron systeme,<br />
Fullservice-Werk für elektronische<br />
Baugruppen und Systeme aus der<br />
Metropolregion Nürnberg, mutig und<br />
konsequent den nächsten Schritt<br />
seiner Unternehmensentwicklung.<br />
Stand in den vergangenen beiden<br />
Jahren die Erweiterung und Erneuerung<br />
des Maschinenparks im Vordergrund,<br />
stockt elektron systeme<br />
nun das Engineering deutlich auf.<br />
Seit Anfang Oktober verstärkt<br />
Andreas Schöppel das Team bei<br />
electron systeme in Weißenohe.<br />
Als Project Engineer bildet er die<br />
zentrale Schnittstelle zwischen<br />
den Kunden und der Entwicklungsabteilung<br />
und kann dabei auf sein<br />
umfangreiches Anwendungswissen<br />
in der Steuerungs- und Regelungstechnik<br />
sowie in der Medizintechnik<br />
zurückgreifen. Seine Aufgabe<br />
ist es, Entwicklungsprojekte<br />
im Kosten- und Zeitrahmen zu halten<br />
sowie Forschungsprojekte zu leiten.<br />
Andreas Schöppel freut sich auf<br />
seine neue Aufgabe: „Durch mein<br />
breites Netzwerk an Entwicklungsspezialisten<br />
in Hard- und Software<br />
können wir auch anspruchsvolle,<br />
komplexe Aufgaben angehen und<br />
dafür überzeugende wie kostenoptimierte<br />
Lösungen entwickeln.“<br />
Mit Andreas Schöppel sei allerdings<br />
der Ausbau der Engineering-<br />
Mannschaft bei weitem noch nicht<br />
abgeschlossen, so Geschäftsführer<br />
Michael Walter: „Lange haben<br />
wir nach einem Spezialisten für<br />
Embedded-Software-Entwicklung<br />
gesucht – und jetzt jemanden gefunden,<br />
der die Branche in- und auswendig<br />
kennt und in naher Zukunft<br />
sicher neue Akzente setzen wird.“<br />
Digitale<br />
Oszilloskope<br />
Der Weg zum<br />
professionellen<br />
Messen<br />
Joachim Müller<br />
Format 21 x 28 cm, Broschur, 388<br />
Seiten,<br />
ISBN 978-3-88976-168-2<br />
beam-Verlag 2017, 24,95 €<br />
Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher<br />
Breite das Thema behandelt wird:<br />
• Verbindung zum Messobjekt über<br />
passive und aktive Messköpfe<br />
• Das Vertikalsystem – Frontend und<br />
Analog-Digital-Converter<br />
• Das Horizontalsystem – Sampling<br />
und Akquisition<br />
• Trigger-System<br />
• Frequenzanalyse-Funktion – FFT<br />
• Praxis-Demonstationen: Untersuchung<br />
von Taktsignalen, Demonstration<br />
Aliasing, Einfluss der<br />
Tastkopfimpedanz<br />
• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion,<br />
Interpolation<br />
• Die „Sünden“ beim Masseanschluss<br />
• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil<br />
• Messung der Kanalleistung<br />
Harald Weiß, bei elektron systeme<br />
seit Jahren für den technischen<br />
Bereich verantwortlicher Geschäftsführer,<br />
ergänzt: „Für uns von besonderer<br />
Bedeutung ist, dass die neuen<br />
Kollegen in der Entwicklung eine<br />
ebenso ausgeprägte Service- und<br />
Kundenorientierung haben, wie das<br />
gesamte Unternehmen.“ Ein weiterer<br />
Schwerpunkt des Full-Service-<br />
Angebots sind Dienstleistungen im<br />
Gerätebau und der Montage. Dafür<br />
wurde in der Nachbarschaft ein<br />
neuer Standort entwickelt, „da die<br />
bisherigen Flächen für diese neuen<br />
Angebote nie und nimmer ausgereicht<br />
hätten“, erläutert Michael Walter.<br />
In den vergangenen beiden Jahren<br />
hatte elektron systeme seine<br />
Produktions- und Logistikflächen<br />
deutlich erweitert, sowie in neue<br />
Bestückungsautomaten und ein<br />
automatisiertes Bauteilelager investiert.<br />
Für die Kundenprojekte stehen<br />
unter anderem drei SMT-Linien,<br />
zwei Lötwellen, ein SMT- und THT-<br />
AOI sowie Flying Probe zur Verfügung.<br />
Die gesamte auftragsbezogene<br />
Kommunikation wurde in<br />
einem neuen MES (Manufacturing<br />
Execution System: Produktionsleitsystem)<br />
zusammengeführt, um<br />
durchgängige Prozessketten sowie<br />
eine lückenlose Rückverfolgbarkeit<br />
(Traceability) bis auf Baugruppenebene<br />
realisieren zu können. „Diese<br />
Transparenz sorgt nicht nur für deutlich<br />
gesteigerte Prozesssicherheit,<br />
sondern auch dafür, dass wir jederzeit<br />
zuverlässige Auskunft über den<br />
Status eines Auftrags geben können“,<br />
so Harald Weiß. ◄<br />
Weitere Themen für die praktischen<br />
Anwendungs-Demos sind u.a.: Abgleich<br />
passiver Tastköpfe, Demonstration<br />
der Blindzeit, Demonstration<br />
FFT, Ratgeber Spektrumdarstellung,<br />
Dezimation, Interpolation, Samplerate,<br />
Ratgeber: Gekonnt triggern.<br />
Im Anhang des Werks findet sich<br />
eine umfassende Zusammenstellung<br />
der verwendeten Formeln und<br />
Diagramme.<br />
Bestellungen unter:<br />
www.beam-verlag.de<br />
info@beam-verlag.de<br />
59
Dienstleistung<br />
Best of 2020<br />
Virtuelle Baugruppenfertigung optimiert<br />
das Prototyping<br />
Eurocircuits Kundenschnittstelle ist ein digitales Multitalent, das 24 /7 arbeitet und sechs verschiedene<br />
europäische Sprachen spricht<br />
Nur fehlerfreie Daten für Prototypen<br />
gehen bei Eurocircuits in die<br />
Leiterplattenfertigung und Bauteilebestückung.<br />
Zum Validieren stehen<br />
Entwicklern interaktive DFM-Werkzeuge<br />
zur freien Verfügung. Jede<br />
Leiterplatte bzw. elektronische Baugruppe<br />
wird vor der Bestellung virtuell<br />
ge-fertigt. Das aus den Daten<br />
erzeugte Bild dient bis zur Endkontrolle<br />
als Referenz.<br />
Unter www.eurocircuits.de stellt<br />
Eurocircuits seine kostenlose und<br />
leistungsstarke Online-Engineering-<br />
Plattform zur Verfügung. Entwickler<br />
können hier ihr Design mit frei<br />
verfügbaren DFM- und DRC-Werkzeugen<br />
(DFM: Design for Manufacturing,<br />
DRC: Design Rule Check)<br />
validieren und Bestellungen für Prototypen<br />
und kleine Mengen direkt<br />
aufgeben. Noch vor dem Auslösen<br />
Autor:<br />
Dirk Stans, Managing Partner<br />
Eurocircuits<br />
www.eurocircuits.de<br />
einer Bestellung wird die Leiterplatte<br />
bzw. elektronische Baugruppe virtuell<br />
gefertigt. Dahinter steckt Eurocircuits<br />
Konzept „Right First Time“. Die<br />
virtuelle Fertigung vor der Bestellung<br />
und interaktive Werkzeuge gewährleisten,<br />
dass die Hardware zuverlässig<br />
nach Industrie-standard produzierbar<br />
ist. Neben dem Bild sieht<br />
der Entwickler vorab den Preis der<br />
Leiterplatte bzw. der mit Bauteilen<br />
bestückten Baugruppe.<br />
Eingabesystem Visualizer<br />
Seit Ende September steht Entwicklern<br />
und PCB-Designern das<br />
weiterentwickelte Eingabesystem<br />
Visualizer zur Verfügung. Der Visualizer,<br />
Eurocircuits Kundenschnittstelle,<br />
ist ein digitales Multitalent,<br />
das 24 Stunden am Tag und 7<br />
Tage arbeitet und sechs verschiedene<br />
europäische Sprachen spricht.<br />
Zudem gibt es Videos und Texte, die<br />
die Fertigung der Leiterplatte und<br />
die Prozessschritte bei der Baugruppenfertigung<br />
und fertigungstechnische<br />
Zusammenhänge erklären.<br />
Darüber hinaus wird ein Online-<br />
Chat mit Spezialisten bei Eurocircuits<br />
in den meisten euro-päischen<br />
Landessprachen angeboten.<br />
Eurocircuits fertigt in seinen Werken<br />
in Europa ausschließlich Leiterplatten-<br />
und Baugruppen-Prototypen<br />
und Kleinserien und beliefert vor<br />
allem Entwickler und Designhäuser<br />
im Eilservice. Bestückt werden nur<br />
die Leiterplatten, die Eurocircuits<br />
selbst produziert. Ab 6 Arbeitstage<br />
braucht Eurocircuits in seinem<br />
Werk in Ungarn, um die Leiterplatte<br />
zu fertigen und in Serienqualität<br />
zu bestücken.<br />
Seit 2018 bietet Eurocircuits die<br />
Leiterplattenbestückung neben der<br />
Leiterplattenfertigung an. Im vergangenen<br />
Jahr wurden rund 5 Millionen<br />
Euro in die Leiterplattenbestückung<br />
in Eger/Ungarn investiert und<br />
alle Prozesse sind auf die Musterfertigung<br />
getrimmt. Ein Beispiel ist die<br />
eigenentwickelte optische Inspektion<br />
PIXpect. Damit sind die Kontrolle<br />
der SMD-Bestückung und<br />
die Endkontrolle der Hardware für<br />
eine oder wenige Baugruppen viel<br />
praktikabler und effi-zienter als ein<br />
AOI-System. Die Leiterplattenbestückung<br />
schließt selbstverständlich<br />
die Beschaffung aller elektronischen<br />
Bauteile ein. Über Programmierschnittstellen<br />
(APIs) ist Eurocircuits<br />
mit den wichtigsten Distributoren<br />
und Bauteileherstellern verbunden<br />
und erhält Informationen<br />
über Preise und Annah-memengen<br />
sowie die aktuelle Verfügbarkeit der<br />
elektronischen Bauteile.<br />
Für die typischen Widerstände<br />
und Kondensatoren schlägt Eurocircuits<br />
seinen Kunden generische<br />
Bauteile vor, wobei nur die elek-<br />
Die Leiterplattenbestückung bei Eurocircuits in Eger/Ungarn ist für<br />
die Prototypenfertigung ab einer Baugruppe und sehr schnelle Produktwechsel<br />
optimiert<br />
60 1/<strong>2021</strong>
Dienstleistung<br />
Neuer Service im Bereich RoHs, Reach, ECCN: Stücklistenanalyse<br />
Die productware GmbH, ein Electronic-Manufacturing-Services-<br />
Unternehmen mit Sitz im Rhein-Main-Gebiet, stellte einen neuen Service<br />
bei der Stücklistenanalyse vor: Für die Lieferung in bestimmte<br />
Märkte müssen Produkte Anforderungen in den Bereichen der US-<br />
Exportkontrolle, Reach, RoHS etc. erfüllen. Diese sind bereits in der<br />
Produktentwicklung zu berücksichtigen. Zur Ermittlung der hierfür<br />
erforderlichen Informationen ist ein hoher zeitlicher Aufwand meist<br />
auf Entwicklerseite erforderlich. Als Lösung hat productware nun seinen<br />
bereits bekannten Service der Bauteil-Lifecycle-Analyse erweitert.<br />
Stücklistenanalyse<br />
Der EMS-Dienstleister analysiert die Stückliste des Kunden und<br />
ergänzt sie um die relevanten Informationen zu ECCN, Reach und<br />
RoHS auf Bauteileebene. Dies erfolgt bestenfalls bereits in der Entwicklungsphase,<br />
also vor der Prototypenfertigung. In einem späteren<br />
Stadium würden die Kosten und Auswirkungen, zum Beispiel für ein<br />
Redesign, deutlich höher ausfallen. Damit trägt productware zu einer<br />
substanziellen Entlastung der Entwicklungsabteilungen bei.<br />
„Durch die Vielzahl von Gesetzen, Richtlinien oder Verordnungen<br />
und den daraus resultierenden Anforderungen steigt die Komplexität<br />
bei der Entwicklung eines neuen Produkts. Mit unserem neuen Service<br />
schaffen wir die erforderliche Transparenz und entlasten den Kunden<br />
zeitlich, so dass er sich auf seine Kernkompetenz konzentrieren<br />
kann. Das geschieht zum Beispiel durch die Auswahl geeigneter Bauteile<br />
oder indem wir für definierte Bauteile die erforderlichen Informationen<br />
liefern“, erklärt Marco Balling, Geschäftsführer der productware.<br />
„Den Kunden bieten wir diese Informationen auch in einer Form, die<br />
den Import der Daten in ihre ERP-Systeme gestattet. So können sie<br />
sukzessive die Qualität ihrer Stammdaten und somit auch ihre Entscheidungsfähigkeit<br />
verbessern.“<br />
productware GmbH<br />
www.productware.de<br />
Best of 2020<br />
trischen Kennzahlen vorgegeben<br />
sind und nicht der Hersteller. Diese<br />
Bauteile werden kostenlos zur Verfügung<br />
gestellt, weil die Beschaffung<br />
einfacher ist und die Bauteilerollen<br />
bereits auf den Bestückautomaten<br />
gerüstet sind. Im Visualizer führt<br />
Eurocircuits die Prozessschritte<br />
zusammen, die logisch zusammengehören:<br />
Leiterplattendesign, Leiterplattenfertigung<br />
und Bestücken<br />
der Leiterplatte. Gemäß Eurocircuits<br />
Konzept „Right first time“ wird<br />
die Bestellung erst ausgelöst, wenn<br />
die Daten fehlerfrei sind und das<br />
Design gemäß IPC Industriestandard<br />
sicher fertigbar ist. „Auf Anhieb<br />
richtig“ beginnt mit dem Design- und<br />
Fertigungsdaten der Hardwareentwickler<br />
und Leiterplattendesigner.<br />
nIm Visualizer integrierte interaktive<br />
DFM-Werkzeuge für die Leiterplatte<br />
und die Bestückung prüfen<br />
die Designdaten auf Vollständigkeit,<br />
zeigen kritische Stellen im Design<br />
und geben konkrete Vorschläge,<br />
um Designfehler zu beheben. Das<br />
Ziel ist immer, Lösungen, Alternativteile<br />
o-der Konstruktionsänderungen<br />
vorzuschlagen, um ein fertigungsgerechtes<br />
Design zu erreichen.<br />
Über 700 Regeln sind zur Validierung<br />
der Parameterauswahl aufgenommen,<br />
um die Entwickler und<br />
Designer zu unterstützen. Eurocircuits<br />
fertigt die Technologievielfalt<br />
der europäischen Leiterplatten:<br />
starr, starrflexibel, Metallkern,<br />
impedanzberechnet, HF-tauglich<br />
mit unterschiedlichem Basismaterial,<br />
Lagenaufbau, Leiterbahn- und<br />
Isolationsabstand, Bohrdurchmesser,<br />
Lötstopplack und, und, und. Im<br />
Visualizer ist nicht nur das Technologiespektrum<br />
abgebildet. Hinzu kommen<br />
Preisgestaltung, Fertigungstiefe<br />
und ganz wichtig die Fertigbarkeit.<br />
Für den Leiterplattenaufbau<br />
sind über 900 Aufbauten vordefiniert,<br />
um die Auswahl eines kostengünstigen<br />
und nahtlos fertigbaren<br />
Leiterplattenaufbaus zu erleichtern.<br />
Der Visualizer bietet zudem voreingestellte<br />
Parameter, die dem Designer<br />
helfen, die beste Kombination<br />
bei Menge, Liefertermin und Preis<br />
auszuwählen. Auch das Bestell-<br />
Pooling für die jeweilige Leiterplattentechnologie<br />
ist hier berücksichtigt.<br />
Beim Bestell-Pooling, das Eurocircuits<br />
seit über 20 Jahren erfolgreich<br />
praktiziert, werden verschiedene<br />
Aufträge auf einem Produktionsnutzen<br />
kombiniert.<br />
CPL-Prüfung<br />
Für die Bauteilebestückung kann<br />
der Entwickler bei der CPL-Prüfung<br />
die Platzierung der Bauteile<br />
auf der Leiterplatte kontrollieren.<br />
Der Stücklisten- und Bauteil-Editor<br />
prüft die BOM und CPL und erstellt<br />
eine Übersicht über die Bauteileverfügbarkeit<br />
oder mögliche Alternativen<br />
ein-schließlich Bauteilepreise<br />
für die jeweiligen Bestellmengen.<br />
Eurocircuits hat eine eigene Datenbank<br />
mit aktuell 250.000 Bauteilen,<br />
die mit jedem neuen Bauteil<br />
weiterwächst. Vorteil: Die Datenbank<br />
beschleunigt den Verifizierungsprozess,<br />
weil alle erforderlichen<br />
Informationen zu den Komponenten<br />
vorliegen. Grundsätzlich<br />
fertigt Eurocircuits die Hardware<br />
vorab virtuell. Der Designer<br />
sieht, bevor er die Bestellung auslöst,<br />
wie seine Baugruppe nach der<br />
Fertigung aussehen wird. Dieses<br />
Bild ist auch die Referenz während<br />
im realen Fertigungsprozess<br />
und bei der Endkontrolle. Mit diesem<br />
Vorgehen hilft Eurocircuits die<br />
Entwicklungszeiten zu verkürzen.<br />
Entwickler und Lei-terplattendesigner<br />
erhalten ein auf Anhieb richtiges<br />
Design in Industriequalität<br />
und eine exakte Preiskalkulation<br />
noch bevor sie den Bestellauftrag<br />
auslösen. Außerdem ermöglichen<br />
die validierten Daten die Serienfertigung<br />
bei jedem Hersteller. ◄<br />
1/<strong>2021</strong><br />
61
Dienstleistung<br />
Inspektionssystem spart Prozesszeit in der<br />
Prototypenfertigung<br />
Baugruppenkontrolle nach dem Reflow-Löten mit dem Inspektionssystem Pixpect: Ein hochaufgelöstes Bild wird ausschnittsweise mit der<br />
Referenz verglichen<br />
In der Prototypenfertigung von<br />
elektronischen Baugruppen zählt<br />
jede Stunde und jeder Griff muss<br />
sitzen. Bei typischen Produktionsmengen<br />
von 1 bis 5 Baugruppen<br />
ist ein AOI-System zu komplex und<br />
die Vorbereitungs- und Rüstzeit zu<br />
lang. Darum arbeitet Eurocircuits mit<br />
einem selbst entwickelten Inspektionssystem.<br />
In der SMD-Fertigung<br />
ist nach dem Reflow-Löten eine<br />
optische Kontrolle mit einem AOI-<br />
System üblich. „Da wir Prototypen<br />
fertigen, also nur maximal fünf Baugruppen,<br />
ist für uns eine AOI-Ausrüstung<br />
nicht wirklich geeignet“,<br />
erklärt Eurocircuits Geschäftsführer<br />
Luc Smets. Darum hat das<br />
Team sein eigenes System entwickelt<br />
und selbst gefertigt; Produktname:<br />
Pixpect. „Im Handumdrehen<br />
können wir mit Pixpect Baugruppen<br />
einer optischen Prüfung unterziehen“,<br />
sagt Smets.<br />
Eurocircuits verwendet Pixpect für<br />
die Erstmusterprüfung, um Abweichungen<br />
zwischen dem Referenzboard<br />
und der gerade gelöteten<br />
Baugruppe darzustellen und nach<br />
dem Reflow-Löten, um die Qualität<br />
des Lötprozesses zu bewerten.<br />
Und so funktioniert’s:<br />
Der Mitarbeiter in der Fertigung<br />
nimmt ein hochauflösendes Bild<br />
von jeder bestückten Leiterplattenseite<br />
auf und lädt es in das System<br />
zur Produktionsnachverfolgung. Als<br />
Referenz liegt im System ein Bild<br />
der Baugruppe vor, die vorab virtuell<br />
gefertigt wurde. Das aus den<br />
validierten Designdaten erzeugte<br />
Bild dient bis zur Endkontrolle als<br />
Referenz.<br />
Die Pixpect-Bediener öffnen die<br />
Bilder in einer Web-Schnittstelle für<br />
die optische Inspektion. Die Schnittstelle<br />
richtet alle Bauteile, die das<br />
gleiche Teil bilden, auf die gleiche<br />
Weise nebeneinander aus. Überlagerungen<br />
der Bilder zeigen dem<br />
Bediener, wo sich das Bauteil befinden<br />
soll, welche Drehung gewünscht<br />
wird, was auf dem Bauteilgehäuse<br />
aufgedruckt ist usw.<br />
Auch Komponenten, die nicht<br />
vorhanden sein sollten, zum Beispiel<br />
falsch platzierte Bauteile findet<br />
Eurocircuits mit Pixpect. Obligatorisch<br />
wird die Qualität des Lötprozesses<br />
bewertet und übermäßiges<br />
oder fehlendes Lot, auf dem Kopf<br />
stehende Komponenten, Lotbrücken<br />
zwischen den Anschlüssen<br />
oder aufgestellte SMD-Bauteile<br />
(Tombstoning) erkannt. ◄<br />
Eurocircuits<br />
www.eurocircuits.de<br />
Optische Prüfung nach dem Reflow-Löten und das Pixpext Inspektionssystem in diesem Video:<br />
www.eurocircuits.com/assembly-manufacturing-technology/pixpect-inspection-after-reflow/<br />
62 1/<strong>2021</strong>
Laser Assisted Bonding<br />
SMD<br />
LED<br />
• SMD-Platzierung auf<br />
Dünnfilmsubstraten<br />
• Spannungsfreies Fügen in ms<br />
• Optisch-thermische Wechselwirkung<br />
nur im Kontaktstellenbereich<br />
• Platzierung von Mini & Mico LED<br />
auf Displaygläsern & -panels<br />
• Reparatur von defekten Subpixeln<br />
• Löten von gekapselten<br />
Hochleistungs-LEDs<br />
Pin Bonding<br />
• Einzelpin- oder Multipinplatzierung<br />
• Lösung zur Substitution von VIA<br />
Kontakten<br />
• Gestaltung effizienter Board zu<br />
Board Verbindungen<br />
VCSEL<br />
• Anbindung von Laserdioden an<br />
Kühlkörpern (z.B. WCu)<br />
• elektrische Kontaktierung mittels<br />
gelöteten Drahtkontakten<br />
(SB²-WB)<br />
2D - 2.5D Packaging<br />
• Stressfreies Fügen von<br />
Halbleiterbauelementen<br />
• Chip auf Chip/Wafer/Board oder<br />
Package auf Package<br />
• für alle gängigen<br />
Kontaktkonfigurationen<br />
3D Packaging<br />
• Stacking einer Vielzahl von<br />
Chiplagen<br />
• Platzierung und Umschmelzen in<br />
einem Arbeitsgang<br />
• keine Aufheizung des gesamten<br />
Stacks durch Wärmeleitungseffekte<br />
3.5D Multilayer Die Stacking<br />
• Vertikale Anbindungsmöglichkeit von<br />
Halbleiterbauelementen an 3D<br />
Chip-Stacks<br />
• Wegfall von TSV Strukturen<br />
• Vereinfachung komplexer<br />
Packagingformen<br />
Selective Chip Rework<br />
• selektive & lokale Reparatur von<br />
defekten Chips & Packagings<br />
• vernachlässigbares IMC Wachstum<br />
durch Wechselwirkung im ms<br />
Bereich<br />
• direkte Nachplatzierung<br />
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