SMD Bestückung
SMD-Bestückung wird noch besser und flexibler
Die SMD-Bestückung bei Ihlemann ist auf die High-Mix- sowie High- und Low-Volume-Fertigung ausgelegt. Als Dienstleister für die Elektronikfertigung war Ihlemann daher schon immer flexibler aufgestellt als normale OEMs. Die aktuellen Trends erfordern noch mehr.
Kleinere Bauteile, untypische Bauteilgeometrien und mehr unterschiedlicher Bauelemente auf einer Baugruppe sind aktuelle Trends in der Elektronikfertigung. Zusätzlich muss die Fertigungsorganisation flexibel sein für Kleinserien, kurzfristigere Bestellungen und häufigere Änderungen bei einer hohen Liefertreue.
Dafür hat Ihlemann seine Produktionsweise nach dem Fluss-Prinzip komplett neu organisiert und tägliche Verbesserungsroutinen und regelmäßiges Coaching umgesetzt. Die Organisation ist dadurch flexibler geworden, Stückzahlen sind einfacher skalierbar und erste Baugruppen können bereits nach wenigen Stunden ausgeliefert werden. Dies wird ergänzt durch hochmoderne und flexible Produktionsanlagen.
Neue Fertigungstechnologien
Ihlemann nutzt moderne Fertigungslinien, die auch kleinste Bauteile mit nur 0,5 x 0,25mm (0201)verarbeiten können. Die moderne Technik ermöglicht eine Verarbeitungsgeschwindigkeit von 96.000 Bauelementen pro Stunde. Als SMD Bestückungsautomaten sind sie für die Leiterplattenbestückung darauf ausgerichtet, 300 und mehr unterschiedliche Bauteile je Baugruppe zu verarbeiten. Dabei müssen die Bestückungsköpfe mit sehr kleinen Bauteilen wie 0201 oder auch sehr großen Elementen wie Stecker, Trafos, BGA beispielsweise für die Leistungselektronik umgehen können.
Mit der kontinuierlich zunehmenden Miniaturisierung steigt auch die Anforderung an die Bestückungsgenauigkeit. Die Präzision hat sich auf 38 µm erhöht. Die höhere Flexibilität ist schließlich auch bei der Verarbeitung untypischer Bauteilgeometrien oder bei LEDs gefragt
Kleinere Lose werden wirtschaftlicher
Die Umstellung der Produktionsorganisation hat die SMD-Fertigung flexibler gemacht. Die Linien können jetzt schneller umgerüstet und die Stillstandszeiten verkürzt werden. So erfolgt der Austausch der Bauteilversorgungsstation (Feeder) mit den SMD-Bauelementen für den nächsten Auftrag bereits noch während der Fertigung des alten Loses. Die Stillstandszeiten zwischen den Aufträgen werden damit halbiert und die SMD-Fertigung ist vor allem für Kleinserien flexibler geworden.
Atypische Bauteile maschinell bestücken
Je spezieller ein Bauteil und je geringer die Stückzahl, umso häufiger fehlt es an einer maschinengerechten Standardverpackung für die SMD-Bestückung. Bauteile wie Stecker, Übertrager, Relais, Spulen oder Abschirmbleche müssen dann per Hand bestückt werden, was deutlich länger dauert und zu Qualitätsproblemen und Nacharbeiten führen kann.
Bei Ihlemann wird ein tagtäglicher Verbesserungszyklus gelebt, mit dem Veränderungen systematisch und mit festen organisatorischen Routinen umgesetzt werden (Verbesserungs-Kata). Diese Fähigkeit, tagtäglich kleine Verbesserungsschritte zu erreichen und die Fertigung schneller und effizienter zu machen, wendet der Dienstleister auch bei der Verarbeitung „schwieriger“ Bauteile und der Entwicklung geeigneter Hilfsmittel an.
Für die technische Umsetzung solcher Hilfsmittel verfügt der EMS-Dienstleister über einen eigenen modernen Vorrichtungsbau bis hin zu 3D-Drucktechniklösungen. Die Vorgaben zur Umsetzung stammen von den Mitarbeitern, die den Verbesserungsprozess vorantreiben. Beim Bau solcher Zuführungen und anderer Hilfsmittel in der Fertigung verfügt der EMS-Dienstleister inzwischen über mehrjährige Erfahrungen.
Fertigungsgerechtes Design
Die Einhaltung von Designregeln für das Manufacturing (DfM) bzw. Design for Assembly (DfA) und Testability (DfT) sind die Voraussetzung für eine fehlerfreie Fertigung. Da die Leiterplatten immer kleiner werden und gleichzeitig immer mehr Funktionen untergebracht werden müssen, werden häufig Mindestabstände unterschritten oder Bauteile falsch eingesetzt. Um dies zu vermeiden, bietet der EMS-Dienstleister Ihlemann eine Reihe von Hilfen und Unterstützungen:
| Vorgaben, Hilfen | Inhalt | Erläuterung |
|---|---|---|
| IPC-A-610 | "Acceptability of Electronic Assemblies" | der am weitesten verbreitete Standard für die Baugruppenfertigung |
| Designrichtlinien | maschinenspezifische Vorgaben der Ihlemann GmbH | Platzierung vom Bauelementen, Abstände für das maschinelle Löten, Vorgaben für Testmöglichkeiten usw. |
| Bauteilvorgaben | Vorgaben der Bauteilhersteller | Vorgaben für das Pad-Design usw. |
| Workshops | Workshops von Ihlemann für das fertigungsgerechte Design | typische Fehlerursachen und ihre Vermeidung an Beispielprodukten |
| Design-Evaluierung | softwaregestützte digitale Design-Evaluierung | Bestückung wird digital simuliert und Regelkataloge automatisiert angewandt |
Testkonzepte in der SMD-Fertigung
- 3D-System für die Pastenkontrolle
Um bereits frühzeitig vor der Bestückung Lötpastendruckfehler auf Leiterplatten zu erkennen, werden diese komplett durch die Solder Paste Inspection (SPI) überprüft. Mithilfe dieses optischen 3D-Systems wird der Pastendruck auf der Leiterplatte mit einer Auflösung von 20 µm (XY) bzw. 0,37 µm (Z) und einer Messgenauigkeit von 2 µm vermessen. Neben der Position können auch die Form eines Pads, die Höhe und das Volumen exakt vermessen werden. - 3D-Kontrolle nach der Bestückung
Für die vollständige Prüfung der bestückten Leiterplatten kommt eine weitergehende AOI-Technik mit 3D-Kontrolle zum Einsatz. Mit orthogonaler und geneigten Kamerasystemen werden alle sichtbaren Lötstellen aus 9 Ansichten plus 3D-Vermessung umfassend kontrolliert. Auch die Höhenmessung von Bauteilen ist möglich. Zusätzlich werden auch Polaritätsmarkierungen und Beschriftungen von Bauteilen identifiziert. - Röntgentechnik für BGAs
Bei BGAs (Ball Grid Array) und QFNs (Quad Flat No Leads Package) mit verdeckten Anschlüssen an der Bauteilunterseite können die Lötstellen mittels innovativer Röntgentechnik überprüft werden. - Elektrische Tests
Es folgen elektrische Funktionstests oder ICT der bestückten Leiterplatten, um die Funktionsfähigkeit der fertigen Boards sicherzustellen.
Fachthemenservice
Schnellkontakt
Sie interessieren sich für die Ihlemann GmbH und benötigen weiterführende Informationen?
Dann nehmen Sie mit uns Kontakt auf. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.