ADVERTORIAL Fokus: Zukunftslösungen für eine individuelle Elektronikfertigung in Deutschland: „3D Inspektion – 3D SPI und 3D AOI haben sich durchgesetzt – Warum gibt es aber immer noch unterschiedliche Röntgenlösungen?“ Aus der Historie: AOI Systeme gibt es nunmehr schon in der 3. Generation. Zuerst schwarz-weiß, dann in Farbe, und in verschiedenen Ausbaustufen. Kunden lösen mittlerweile diese Generationen wiederum ab und es fragt auch schon fast keiner mehr, ob er noch in 2D oder bereits in 3D investieren soll. 3D hat sich hier in nur 2–3 Jahren bewährt. Kleinsysteme (z. B. Tisch-AOI) fragt fast gar keiner mehr an, da die Personalkosten selbst in Billiglohnländern nicht mehr dazu passen. Idealerweise gehen die Kunden nunmehr mit den Geräten auch in die Linie – es gibt noch ein paar Verzagte, die den neuen Geräten die besseren Pseudofehlerraten noch nicht zutrauen und daher den Linientakt gefährdet sehen und arbeiten in sog. AOI-Inseln. Die SPI war nur kurz als 2D Gerät am Markt – hier entstand ja eigentlich die gewünschte 3D-Anwendung. Weil mit 3D der Pastendruck nicht nur vermessen wird, sondern das Gerät auch zur Prozesskontrolle taugt, haben gerade die Endkunden im Automotiv-Bereich hier viel Druck gemacht, solche Geräte anzuschaffen. Wird eine SPI richtig eingesetzt und sogar mit den AOI Ergebnissen verknüpft, entstehen noch ganz andere Möglichkeiten zur Prozessbegleitung und die Testtiefe steigt immens. Dennoch hat sich 3D SPI noch nicht in allen Fertigungen durchgesetzt – hier ist noch Luft nach oben. Integrationen im Drucker sind zwar auch möglich, doch sind sie zumeist nicht vergleichbar mit den Profigeräten und eine Prozessverkettung mit weiteren Inspektionssystemen wird zur Handarbeit. Ganz nebenbei liefert diese Technologie auch die Messmittel, den Schablonen- und Pasten-Lieferanten zu bewerten, die Druckqualität zu beurteilen und den Prozess automatisch zu straffen – Stichwort „Close Loop“ und sei es nur, die Waschzyklen zu optimieren. Olaf Römer, Geschäftsführer, ATEcare Service GmbH & Co.KG Studium: 1984 – 1988 Studium an der Techn. Universität Chemnitz Berufliche Tätigkeiten: 1988 – 1990 Laboringenieur 1990 – 1995 service engineer, GenRad 1995 – 2002 customer support specialist, GenRad 2002 – 2003 customer support manager, Teradyne seit 2003 Geschäftsführer ATEcare Ganz nebenbei können gute Geräte dann auch noch nach Verschmutzungen suchen oder Aufgaben bei der Vermessung von Klebestellen übernehmen. Perfekt wird die Integration mittels SPI, AOI und AXI (jeweils in 3D) – dann bleiben im SMT Prozess keine Wünsche offen und die Testtiefe ist perfekt – auch Analysen sind so vollumfänglich möglich. Keine Frage, die Kosten die entstehen, müssen in Balance zum Endprodukt und seines Einsatzortes stehen. Abb. 2: 3D SPI, AOI und AXI in Kombination (Quelle: OMRON) Es fragt also keiner mehr, ob SPI oder insbesondre AOI Sinn machen und die 3D Technologie ist dort etabliert. Hier unterscheiden sich zwar noch maßgeblich die Technologien. Mit dem recht preisgünstigen und schnellen Moire-Verfahren, „tastet“ man die Oberfläche optisch ab und gewinnt 3D-Daten. Die bekannten Probleme durch Abschattung und Reflexion, die hier hinderlich sind, werden in Angriff genommen, aber auch ganz gern mal ignoriert – „schöne Bilder“ sind gefragt. Röntgen in der Elektronikfertigung ist nicht neu – erlangt aber nunmehr eine ganz andere Dimension. Kunden haben in 2D, 2,5D und 3D Systeme investiert und hierbei gab es noch eine große Bandbreite an verschiedenen Ausstattungen (Röhrenspannung, Bildaufnahmeverfahren, Manipulatoren, Schrägansichten, beidseitige Prüfungen, CT, etc.). Diese Bandbreite an verschiedenen Systemen gibt es daher noch heute – kleine Tischsysteme, motorisierte Lösungen, Inline-Systeme, Analysegeräte oder vollautomatische Inspektionssysteme haben jeweils ihre Daseinsberechtigung. Auch die Preisspanne von 50–500k spricht für sich. Das Endprodukt bestimmt dabei, welche Röhrentypen (Spannungen, offene oder geschlossene Röhre) zum Einsatz kommen sollten. Je nach gewünschter Bildqualität werden Densifier oder zumeist Flatpanel-Detektoren verwendet. Doch nun gilt es aufzupassen. Unsere bekannte und zumeist noch weit verbreitete Elektronik verkleinert sich massiv. Andere Trägertypen kommen hinzu (wellig, Folie, Keramik, große Nutzen, etc.). Wer aber den Entwicklern über die Schulter schaut, erkennt neue Strukturen, die bereits für die nächsten 5 34 EPP Januar/Februar 2019
dabei sehr ähnlich einer AOI zu programmieren ist. Da hier CT zum Einsatz kommt, kann das Gerät seine vollautomatisierten Aufgaben erfüllen, aber bei Bedarf auch einmal als Analysegerät dienen. Sie können sich einfach durch die Materie „scrollen“. Sie kennen die Körnung Ihrer Paste, bestellen die prozessrelevanten Schablonen nach Maß, wissen, welches Volumen in welcher Form von Paste auf die Pads aufgebracht werden muss und können anhand von bekannten Indikatoren und Erfahrungswerten sehr genau sagen, welche Messergebnisse dann ein 3D AOI an den Lötstellen und in Bezug auf die Bauteile handhaben muss. Abb. 1: 3D Verfahren bringen auch deutlich mehr Datenmengen mit sich (Quelle: OMRON) Abb. 3: Test- und Inspektionsverfahren, die einzeln oder kombinativ verwendet werden Jahre vorliegen – hier sprechen wir nicht über die Zukunft – diese Bausteine sind serienreif. Hier laufen bereits Versuche, diese Bauformen, die dann in mehreren Etagen aufgebaut sind, in unsere Produkte zu integrieren (Package). Da müssen Bestück- aber insbesondere Löt-Prozesse überdacht werden und daraus gehend kommen eine Menge Veränderungen auf uns zu. Wer solche Bauteile, die zuerst im Automotiven und 5G Sektor Einzug halten werden, verbauen muss, braucht nicht mehr in eine 2 oder 2.5 D Röntgeninspektion zu investieren. Selbst die klassische 3D AXI, die auf Schichtebenen ausgelegt ist, wird hier nicht mehr den Dienst tun können. Kombiniert sind SPI- und AOI-Bildmaterialien ideal zur Prozess- analyse, wenn sie konsequent angewendet werden. 3D AXI kann nunmehr diese Prozess-Indikation erweitern – und das auch in der dritten Dimension. Unser Unternehmen ist eines der wenigen, die die Inspektionsund Prüfszenarien aus einer Hand bedienen kann und dies nicht, um ein breites Portfolio anzubieten, sondern weil genau diese Verzahnungen gefordert sind. Dabei ist eine Beratung vom Design über Prüfprozesse bis zur Datenhandhabe heute sehr wichtig und gefragt. Zudem sind wir als Testhaus mit der Verzahnung zu weiterführenden elektrischen Tests (MDA, ICT, FKT) bestens gewappnet, einen vollumfangreichen Inspektions- und Prüfrahmen zu bieten. Auch Testdienstleistungen sind möglich Jeder ist bemüht, seine Produktion skalierbar zu gestalten, damit er neue Produkte auch in den nächsten 5 Jahren fertigen oder Aufträge als Lohndienstleister annehmen kann. Ein Zusammenschluss von SPI, AOI und AXI macht in der neuen 3D Welt erst richtig Sinn und dort kommen mit Sicherheit in den nächsten Jahren noch weitere Anforderungen auf uns zu. Da wir die Geräte auch sinnvoll vernetzen wollen, muss man sich auch Gedanken zur „Datenflut“ und „Sicherheit“ machen. Der vielleicht jetzt noch schnelle PC, reicht für 3D Anwendungen nicht mehr aus – hier braucht es mittlerweile auch leistungsfähige Server. Starten Sie damit mit dem Invest und nicht erst später – Server nach- oder hochzurüsten ist oft kostspieliger, als das von Vornherein mit einzuplanen. P r o f i l Abb. 4: 5G Package Development (Quelle: GLOBALFOUNDRIES) Hier kann aus physikalischer Sicht nur noch ein CT System Nutzen bringen und dabei steht dann die Frage, ob es ein Analysegerät (manuelle Stichproben) oder ein vollautomatisiertes Inline- System sein muss. Der Versicherer wird bei einem autonom fahrenden Fahrzeug keine Stichproben mehr zulassen (dürfen). Das Produktportfolio: Das Röntgen wird immer mehr gefragt – waren das zuerst eher analytische Bedürfnisse, die produktbegleitend genutzt wurden, geht der Trend zur automatisierten Inline-Lösung. ATEcare arbeitet daher mit verschiedenen Herstellern zusammen, da keiner „DIE“ Lösung bieten kann. Für höchste Anforderungen und Kombinationen aus SPI, AOI und AXI, hat sich ATEcare auf den Markführer OMRON eingestellt und bietet umfangreiche Lösungen für den lokalen Markt. Besonders die AXI Lösung hat derzeit noch Alleinstellungsmerkmale, da sie die höchste Testtiefe bei einem guten Durchsatz ermöglicht und Unser Unternehmen ist ein Urgestein bei Inspektions- und Testlösungen und natürlich kommen auch wir, historisch gesehen, aus der elektrischen Testwelt. Eine Menge an Erfahrung und lange Zusammenarbeit mit über 600 Kunden bietet uns auch die Möglichkeit, hier Ausblicke zu geben und Ideen an den Markt zu bringen. Auch wir haben unser Portfolio über die Jahre den Markttrends angepasst, sind aber als Komplett-Anbieter dem Gesamt-Testkonzept treu geblieben – und davon gibt es nicht sehr viele am Markt. Wir bieten und erstellen Inspektionsund Testlösungen von der unbestückten Leiterplatte bis in das Gehäuse. Neulösungen, wie SPI, AOI oder Röntgensystem werden von uns von renommierten Herstellern angeboten, installiert und betreut. Wir bieten aber auch die Brücke zu den anderen nötigen Prüfmitteln, wie MDA, ICT, FKT und Flying Probe an und haben eine eigene Testhaus-Abteilung zur Erstellung von Programmen unter einem Dach. Mehr über ATEcare EPP Januar/Februar 2019 35
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