Ein Beispiel für ungewohnte Eintrittsbarrieren ist die Zertifizierung der Lieferketten. Vielfach werden die für die Automobilzulieferung vorgesehenen Linien vom OEM oder Tier 1 begutachtet, der Linienaufbau und viele Details des Fertigungsprozesses festschreibt. Diese Linien dürfen danach nur noch geringfügig verändert werden, oder müssen erneut zertifiziert werden.

Diese und andere Besonderheiten in der Automobilindustrie erzwingen eine enge Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten – auch zwischen Elektronikfertigern und ihren Equipment-Lieferanten. So entspringen viele Angebote beispielsweise des Siplace-Teams direkt der langjährigen Zusammenarbeit mit großen und kleinen Automobilzulieferern. Zugleich kann Siplace über sein weltumspannendes Vertriebs- und Servicenetz Support an Produktionsstandorten in aller Welt bereitstellen.

Verifikation und Nachverfolgbarkeit

So bietet Siplace Elektronikfertigern die Durchführung von Prüfungen an, wie sie von OEMs oder Tier-1-Unternehmen verlangt werden. Ein Beispiel ist der Nachweis der Maschinenfähigkeiten. Der Anbieter stellt hierfür Test-Tools als Service bereit. Damit lassen sich neben der Bestückgenauigkeit auch Kameraeinstellungen und die exakte Positionierung der Abholposition am Feeder testen und objektiv verifizieren.

Autofahrer verlangen sichere Fahrzeuge. Entsprechend hoch sind die Traceability-Anforderungen der OEMs. Bei sicherheitskritischen Baugruppen werden Barcodes auf jedem Nutzen, eine entsprechende Identifikation an jeder Maschine und die Zuordnung der bestückten Bauteile im Bestückprozess verlangt. Siplace-Bestückautomaten verfügen über die erforderlichen Optionen wie optische Lesegeräte an jeder Maschine, Whispering-down-the-Line, automatische Anmeldung gerüsteter Förderer an den Maschinen, erzwungene Rüstverifikation und Splice-Sensoren. Die an den Geräten aufgenommenen Traceability-Daten lassen sich über Standardschnittstellen an die übergeordneten Systeme der Elektronikfertiger und OEMs weitergeben.

Extreme Bauteile und Bestückkräfte

Bild 1: Im Automobilbereich gilt es besonders häufig, viele Stecker und Odd-Shapes als Snap-in zu bestücken.

Bild 1: Im Automobilbereich gilt es besonders häufig, viele Stecker und Odd-Shapes als Snap-in zu bestücken.ASM

Besondere Anforderungen verbergen sich auch im Bestückprozess. Im Automobilbereich gilt es beispielsweise, viele Stecker und Odd-Shapes (Bild 1) als Snap-in zu bestücken. Snap-ins müssen mit besonders hohen Aufsetzkräften bestückt werden. Als Lösung bietet Siplace einen Very-High-Force-Bestückkopf (Bild 2), der bis zu 38 mm hohe, großflächige Bauelemente mit einer Aufsetzkraft von bis zu 70 N bestückt. Wo mit großen Kräften bestückt wird, müssen Leiterplatten gestützt werden. Hier stellt der Smart-Pin-Support als voll automatisierter Prozess eine im Sinne der OEMs zuverlässige und verifizierbare Lösung dar.

Bild 2: Very High Force Head: Der Siplace-Bestückkopf Very High Force verbaut selbst anspruchsvolle Bauelemente mit einer Aufsetzkraft von bis zu 70 N.

Bild 2: Very High Force Head: Der Siplace-Bestückkopf Very High Force verbaut selbst anspruchsvolle Bauelemente mit einer Aufsetzkraft von bis zu 70 N.ASM

Bereits im Bestückprogramm werden die Positionen definiert, an denen die Leiterplatte durch Pins gegen Verformung geschützt werden soll. Ähnlich wie die Position der Bauteile wird die Position der Pins so ein fester Teil des Bestückprogramms. Eine spezielle Pin-Einheit am ersten Bestückkopf entnimmt die Support-Pins aus dem Magazin und platziert sie exakt auf den vordefinierten Stellen im Transport. Zuverlässig, ohne manuellen Eingriff, wird so jede Platine über Pins gestützt und kann verformungsfrei bestückt werden.

Bild 4: Glue Feeder: Der Glue Feeder lässt sich flexibel wie ein Feeder an der Maschine auf- und abrüsten.

Bild 4: Glue Feeder: Der Glue Feeder lässt sich flexibel wie ein Feeder an der Maschine auf- und abrüsten.ASM

Werden große Bauteile – vielleicht sogar doppelseitig – bestückt, müssen diese fixiert werden. Um flexibler und gezielter als mit klassischen Klebestationen kleben zu können, dient der Siplace-Glue-Feeder (Bild 3). Der Kleber-Dispenser lässt sich flexibel wie ein Feeder an der Maschine auf- und abrüsten. Die zu fixierenden Bauteile werden vom Bestückkopf über den Glue-Feeder geführt. Eine Düse – ähnlich wie bei Tintenstrahldruckern – bringt den Kleber ganz gezielt am Bauteil auf. Das Aufbringen des Klebers erfolgt selektiv. Das Ergebnis wird vor der Bestückung vom Bildverarbeitungssystem der Maschine kontrolliert. Ein teures Verwerfen der Leiterplatte lässt sich dadurch vermeiden.

Flexibel auslasten

Gemessen an anderen SMT-Anwendungen bleiben die Losgrößen in der Automobilindustrie klein. Modellunterschiede und Komfortoptionen werden über Varianten realisiert. Statt Linien über häufige Konfigurationswechsel aufwändig auf einzelne Produkte zu optimieren, ist es bei kleinen Losen deutlich effizienter, wenn sich umgekehrt die Linie ohne Umbauten auf die Produkte einstellt. Aufwand und Zeiten für Umrüstungen und Umbauten werden auf ein Minimum reduziert. Der größte Vorteil für die Automotive-Zulieferer aber ist, dass viele unterschiedliche Produkte auf einmal zertifizierten Linien gefertigt werden können.

Der Wechsel spezialisierter Bestückköpfe ist im Automobilbereich eine ungeliebte Option, weil dies gegen Zertifizierungen verstößt. Eine industriekonforme Lösung bietet der Bestückkopf Siplace Multistar. Der Multistar kann softwaregesteuert in drei unterschiedlichen Bestückmodi operieren: Collect&Place für die effiziente Bestückung von Standardbauteilen, Pick&Place für größere Bauteile und einen Mixed-Mode als Kombination beider Modi. So deckt der Bestückkopf ein deutlich erweitertes Bauteilespektrum ab und passt seine Bestückmodi den jeweiligen Anforderungen flexibel an. Auf einer Linie kann so eine große Zahl von Produkten und Varianten gefertigt werden, was Kopfwechsel in den allermeisten Fällen überflüssig macht. Darüber hinaus lassen sich Varianten ohne kostentreibende Linienstillstände und Umbauten bestücken.

Bild 3: Mit der hochflexiblen Siplace SX lassen sich viele unterschiedliche Produkte auf einmal zertifizierten Linien fertigen – ein großer Vorteil für die Automotive-Zulieferer.

Bild 3: Mit der hochflexiblen Siplace SX lassen sich viele unterschiedliche Produkte auf einmal zertifizierten Linien fertigen – ein großer Vorteil für die Automotive-Zulieferer.ASM

Die Siplace SX-Serie (Bild 4) bietet mit ihren SX-Wechselportalen zudem die Möglichkeit, die Bestückleistung von Linien kurzfristig und ohne Änderung des Linienaufbaus zu steigern. Dafür ist die SX mit neuartigen Portalen ausgestattet, die sich binnen weniger Minuten ein- oder ausbauen lassen. Eine SX1 verwandelt sich in unter 30 Minuten in eine SX2 mit annähernd doppelter Bestückleistung. Der Siplace-Service bietet an, SX-Wechselportale kurzfristig und bedarfsgerecht auszuleihen und wieder zurückzugeben. In größeren Fertigungen besteht die Möglichkeit, SX-Wechselportale und Bestückleistung zwischen Linien bedarfsgerecht zu transferieren. Gerade im Automobilbereich mit seinen hohen Anforderungen besteht Interesse an solch flexiblen Konzepten.

LEDs in der Automobilindustrie

Bild 5: LED: Für die Ausleuchtung der Armaturen stellen die Automobilhersteller extrem hohe Anforderungen an Gleichmäßigkeit und Farbtreue von LED-Leuchten.

Bild 5: LED: Für die Ausleuchtung der Armaturen stellen die Automobilhersteller extrem hohe Anforderungen an Gleichmäßigkeit und Farbtreue von LED-Leuchten.ASM

Für die Ausleuchtung der Armaturen stellen die Automobilhersteller extrem hohe Anforderungen an Gleichmäßigkeit und Farbtreue (Bild 5). Unterschiede in den LED-Leuchtklassen lassen sich über die Kombination mit jeweils unterschiedlichen Widerständen ausgleichen. Die Bestückautomaten müssen dafür abhängig von der Leuchtklasse der LED unterschiedliche Komponenten – oft an unterschiedlichen Stellen und verteilt auf Ober- und Unterseite von Leiterplatten – bestücken. Um flexibel LEDs und die jeweils richtigen Widerstände bestücken zu können, war es nötig, Lösungen für das Leuchtklassenmanagement zu entwickeln.

In Siplace-Bestückprogrammen lassen sich die unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten von LED-Leuchtklassen und Widerständen als Liste laden (LED-Pairing). Abhängig von den gerüsteten LEDs und ihren Leuchtklassen werden dann ohne Bestückprogrammwechsel und Linienstopp die jeweils zugehörigen Widerstände bestückt. Viele LEDs verfügen über druck- und kratzempfindliche Kunststoff- oder Glaslinsen. Damit stellt schon die Bauteilaufnahme eine Herausforderung im Bestückprozess dar. Hier benötigen die Elektronikfertiger die Unterstützung der Equipment-Hersteller und deren Services, um Spezialpipetten und -greifer zu konstruieren.

Zertifizierungen und Listings meistern

Wer sich als EMS-Unternehmen im Markt der Automobilelektronik positionieren will, muss Eintrittsbarrieren wie Zertifizierungen und Listings überwinden – über Nachweise von Maschinen- und Prozessfähigkeiten sowie eine durchgängig hohe Qualitäts- und Liefertreue. Beim Markteintritt helfen den Elektronikfertigern Partnerschaften mit entsprechend qualifizierten und in der Automotive-Industrie erfahrenen Equipment-Lieferanten. Gerade für kleine und mittelgroße Elektronikfertiger bietet sich dies als Strategie an, um von den Erfahrungen der Equipment-Hersteller zu profitieren und den eigenen Markteintritt möglichst effizient zu gestalten.