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1-2021

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>


B.E.STAT<br />

Elektronik Elektrostatik GmbH<br />

Ihr kompetenter Partner für<br />

ESD Produkte<br />

ESD Arbeitsplatz Systeme<br />

ESD Personenausrüstungen<br />

ESD Fußboden & Lager Systeme<br />

ESD Folien, Beutel & Verpackungen<br />

Ionisationssysteme<br />

Messgeräte & Zubehör<br />

Permanentes Überwachungssystem für<br />

Handgelenkbänder an einem ESD Arbeitsplatz,<br />

alternativ können Ionisatoren kontrolliert werden.<br />

Erweiterte Anforderungen nach DIN IEC/TR 61340-5-2<br />

für ESD Arbeitsplätze!<br />

Handschuh - Prüfeinrichtung<br />

B.E.STAT<br />

European ESD competence centre<br />

Ihr kompetenter Partner für<br />

ESD Dienstleistungen<br />

Analysen - Audits - Zertifizierungen<br />

Material-Qualifizierungen<br />

Maschinen + Anlagen Zertifizierungen<br />

Kalibrierungen<br />

Training - Seminare - Fach-Symposien<br />

- Workshops - Online Seminare<br />

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Beschichtung an den Fingern - sofort lieferbar<br />

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verschiedenen Größen<br />

und Mengen<br />

Unsere nächsten<br />

ESD Seminare vom<br />

8. - 11. März <strong>2021</strong> + 22. - 25. März <strong>2021</strong><br />

ESD Techniker am 13. + 14. April <strong>2021</strong><br />

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01723 Kesselsdorf, Germany<br />

phone +49 35204 2039-10<br />

email: sales@bestat-esd.com<br />

web: www.bestat-esd.com; www.bestat-cc.com


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 />

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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 />

Anzeige<br />

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 />

Seit mehr als 25 Jahren löst JTAG<br />

Technologies die Qualitätsansprüche<br />

für viele Firmen weltweit. Jeder<br />

Hersteller hat seine eigenen Testanforderungen,<br />

welche sind Ihre?<br />

Gerne analysieren wir gemeinsam<br />

mit Ihnen die Möglichkeiten. Lassen<br />

Sie uns einen Blick auf die Testabdeckung<br />

und die daraus resultierende<br />

Qualität Ihre Produkte werfen.<br />

Gemeinsam analysieren wir<br />

Durchlaufzeiten, Kosten und erarbeiten<br />

sinnvolle Gesamtlösungen.<br />

Um Sie überall unterstützen zu<br />

können, bieten wir weltweiten Service<br />

und Support. Greifen Sie auf<br />

unsere geschulten Applikationsingenieure<br />

und das bestehende<br />

Vertriebsnetzwerk in über 50 Ländern<br />

zu! ◄<br />

Über 2500<br />

Kunden<br />

1/<strong>2021</strong><br />

Weltweite<br />

Unterstützung<br />

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 />

Unsere leistungsstarken und bewährten Lösungen, die während<br />

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 />

www.jtag.com | www.jtaglive.com | germany@jtag.com<br />

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 />

www.pactech.de<br />

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