MESSEN + VERANSTALTUNGEN Seminar für aktuelle Trends in der AVT Wir gehen in die Tiefe Das 11. Seminar in Dresden präsentierte an zwei Tagen kompakt aufbereitetes Praxiswissen aus der Aufbau- und Verbindungstechnologie. Es gab zwölf Fachvorträge sowie umfassender Erfahrungsaustausch mit Experten und Kollegen aus der Branche nach dem Motto: Innovationen gelten mehr denn je als wirtschaftlicher Erfolgstreiber! Mit der Vorstellung neuester Trends und innovativen Lösungen wurde unter der Moderation von Prof. Mathias Nowottnick aufgezeigt, welche Technologien in Zukunft die größten Erfolgsaussichten bieten. Jürgen Zacherl, Continental Regensburg Technical Cleanliness – Design / Manufacturing does this fit? Die Treiber für die Sauberkeitsanforderungen in der Fertigung sind in der Miniaturisierung, den steigenden Kunden- und Zuverlässigkeitsanforderungen sowie auch den neuen Technologien mit ihren Materialien und Prozessen zu sehen. Dabei spielen neben den Partikeln auch die Herkunft und Gründe der Verunreinigungen eine Rolle, die zu Fehlern im Prozess bzw. zu Ausfällen in den Elektronikprodukten führen können. Um den tendenziell steigenden Herausforderungen bezüglich der Sauberkeit zu begegnen und die Fertigungsanforderungen entlang der Wertschöpfungskette zu sichern, bedarf es unter anderem der Definition kritischer Partikelgrößen über Produkt und Prozesse. Je kleiner die Partikelgrößen, desto teurer wird es, wobei die Größen mittlerweile vom μ-Bereich in den Nanobereich gehen. Ein optimiertes Konzept erfordert die genaue Betrachtung des Prozesses. Das Resümee des Redners: Produkt- und Prozesssauberkeitsanforderungen sind in Einklang zu bringen, das Gesamtkonzept muss passen und betrachtet werden. Thomas Lehmann, Christian Koenen GmbH Schablonenanforderungen jenseits des Standards Das Potential der 3D Schablonentechnologie liegt in den verschiedenen Materialstärken innerhalb einer Schablone sowie dem gleichzeitigen Druck auf verschiedenen Höhenleveln einer Leiterplatte. Die Anwendungsgebiete finden sich z. B. in Hochfrequenztechnologien durch die kürzere Anbindungen, bei Mobiltelefonen durch Einsparung von Platz, in der Luft- und Raumfahrt sowie Militär wegen dem Schutz vor Beschleunigungskräften oder zunehmend wegen der Aussparung mit Over Top Clamping. Die Bedruckung von Substraten mit erheblichen Höhenunterschieden wird mittels PumpPrint-Technologie prozessiert, wo sowohl Kleber- als auch Lotpastendruck möglich ist. Jedoch sollte beim Kleberdruck kein Alkohol verwendet werden, da dieser den SMD-Kleber aushärtet. Um die Unterseitenreinigung zu bewerten empfiehlt der Referent eine transparente Schablone mit Handschablone zur manuellen Bedruckung der Schablonenunterseite und gab Tipps zum Einfluss des Reinigungsvlies. Weiter ging es mit der Kombination aus gelaserter Schablone Foto: Doris Jetter Die Partner der Veranstaltung Organisator Thorsten Schmidthausen, 4-tec Marketing, sorgt seit 11 Jahren für den reibunsglosen Ablauf des Events. und Siebtechnologie, der M-TeCK Schablone, die eine optimale Abdichtung zur Oberfläche verspricht, den Druck von Spiralen sowie anderen Sonderformen ermöglicht und für Anwendungen mit Wärmeleitpasten, Sinterpasten sowie Silberleitkleber geeignet ist. Schablonen in Übergröße bieten sich bei der LED-Fertigung und Modulmontage an, wobei die Alternativlösung mittels Ekra-Spezialdruckverfahren nicht unerwähnt blieb. Hubert Egger, ASM Assembly Systems Selbstoptimierende Maschinen als Basis für eine Smart SMT Factory Die Innovationstreiber der Smart Factory liegen im Produktportfolio, der Automatisierung, Prozessintegration sowie der Materiallogistik. Jedoch darf sich Industrie 4.0 nicht nur auf den Produktionsprozess beschränken, die „neuen Medien“ sollten auch nach dem Herstellungsprozess genutzt werden. Dezentrale Cyber Physical Systems kommunizieren und interagieren über eingebettete, internetbasierte Technologien miteinander. Der Referent zeigte eine detaillierte Produktionsplanung auf, ging über zur Produktionsvorbereitung, der Produktion sowie Produktionsoptimierung. So werden bestimmte manuelle Aufgaben auch zukünftig in einer Smart Factory erhalten bleiben, jedoch auf ein Minimum reduziert. Nachdem IT-Systeme künftig weitaus mehr Daten verarbeiten müssen, stellt die Gewährleistung von Datensicherheit eine wichtige Herausforderung dar. Die Automatisierungs-Roadmap von SMT-Linien zeigt in 2014 zwei Bediener pro Linie, in 2016 reduziert auf einen Bediener während in 2018 dann ein Bediener-Pool mehrere Linien nach Bedarf handelt. Foto: Doris Jetter 60 EPP Juli/August 2016
Die Umsetzung einer Smart SMT-Fertigung geht nach individueller Analyse der vorhandenen Gegebenheiten vonstatten. Mit Implementierung von Industrie 4.0 werden die Produktionsprozesse mit innovativen Software-Systemen und Technologien optimiert, die Vision zeigt selbst-optimierende Produktionsprozesse auf Basis von cyber-physikalischen Systemen. Dr. -Ing. Matthias Hutter, Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration Qualität von Lötstellen Im Vortrag wurden die Variationen von Loten, Lötverfahren und Lotverbindungen, neue Herausforderungen wie hohe Betriebstemperaturen für Lotverbindungen, Poren in Lotverbindungen, Reaktionen des Lots mit Metallisierungen, das Qualitätskriterium Benetzung/ Benetzbarkeit sowie die Lebensdauer und Ausfallmechanismen von Lot im Vergleich zu TLPB und Silbersintern behandelt. Es zeigte sich, dass Lote ihre Einsatzgrenzen bei Temperaturen von 175 °C erreichen; nur noch bei bestimmten Architekturen überleben Lötstellen 1.000 Temperaturwechsel von – 55 °C bis zu + 175 °C. Drucklos Silbersintern verschafft eine längere Lebensdauer, jedoch besteht noch keine Fertigungsreife für Baugruppen. Ein aktiver Temperaturwechsel kann bei flächigen Lotverbindungen zu Lotzerrüttung führen, die im Zentrum der Verbindung beginnt. Durch komplettes Umwandeln des Lots in intermetallische Phasen kann die Lebensdauer deutlich erhöht werden. Der Fehlermechanismus ändert sich, die Verbindungsschicht versagt nicht mehr zuerst. TLPB zeigte eine Lebensdauer von bis zu mehr als 4.000.000 aktiven Lastwechseln, während Lot bei ca. 30.000 bis 40.000 aktiven Lastwechseln versagte. Dr. Hans Bell, Rehm Thermal Systems GmbH Einfluss der Prozessparameter auf das Lötergebnis Um ein optimales Lötergebnis zu erhalten, gilt es einige Einflussgrößen zu beachten. Zuerst wären da die nicht beeinflussbaren qualitativen Größen wie Design der Baugruppe, die Leiterplatte, Bauelemente, Lotpaste, Pastendruck oder Placement. So können durch Designfehler Microvia in Pads entstehen, bei einem Finish-Mangel eine Nichtbenetzung stattfinden oder im Pastendruck durch das Auslöseverhalten Brücken oder Unterbelotung hervorgerufen werden. Dagegen stehen die mittelbar beeinflussbaren Einflussgrößen: Im Vordergrund der Mensch, der bei Wärmeübertragung, Temperatur, Zeit, Lötprofil-Geometrie, Lötatmosphäre sowie Zustand der Lötanlage seinen Einfluss geltend machen kann. Durch Präparation eines Messboards lassen sich Methoden und Messergebnisse für eine optimale Auswahl vergleichen. In punkto Wärmeübertragung, wo den Baugruppen Wärme geregelt und in sehr kurzer Zeit zuzuführen sind, unterschied der Redner zwischen Kondensation und der Konvektion, was weitaus weniger Energie benötigt. Beim Thema Atmosphäre ging es um das Löten unter Luft versus Stickstoff, wobei letzteres für eine höhere Qualität des Anlieferproduktes sorgt. Als letztes kam die Sprache noch auf den Zustand der Reflowlötanlage, welcher einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Lötergebnis hat. sowie Anbindungen und Softwarelösungen wird die tägliche Arbeit in einer Produktionsumgebung für den Anwender vereinfacht. So hat der Mensch nicht nur eine SMD-Linie, sondern auch Insellösungen unter vollständiger Kontrolle. Sämtliche wichtige Informationen werden dem Bediener in Echtzeit und überall angezeigt. Unter Einbeziehung von Alltagstechnologien wird eine intuitive Nutzbarkeit realisiert und sorgt für eine durch getaktete Produktion mit reduzierten Maschinenstopps. Die Software PulseOne ist für linienübergreifende Anwendungen verantwortlich, während Simplex die maschinenspezifischen Anwendungen wie das Einrichten oder Bedienen der Maschinen prozessiert. Durch die allumfassenden Informationen in Echtzeit verliert der Mensch nie den Überblick, so dass die selbstorganisierte Fertigungsumgebung lediglich noch bei den Kernaufgaben eine Unterstützung des Bedieners benötigt. Jürgen Zacherl Hubert Egger Foto: Doris Jetter Foto: Doris Jetter Thomas Lehmann Dr. Matthias Hutter Foto: Doris Jetter Foto: Doris Jetter Herbert Natterer, Asys GmbH Pulse – Human Centered Solutions Bei Pulse stehen der Mensch und seine Bedürfnisse im Mittelpunkt der technologischen Neuentwicklung, um die Arbeit nicht nur effizienter sondern auch zielgerichtet zu gestalten. Mittels unterschiedlicher mobiler Geräte wie z.B. Smartphone, Smartwatch oder Tablet Dr. Hans Bell Foto: Doris Jetter Herbert Natterer Foto: Doris Jetter EPP Juli/August 2016 61
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