Untersuchungen und die Behebung von Fehlern werden meist manuell getestet und ausgeführt – oft nur auf der Erfahrung und Routine der Akteure basierend. Doch was, wenn die Einflüsse nicht mehr zu sehen oder zu erahnen sind? Situationen ändern sich, ohne dass dies vorhersehbar wäre. Eine Untersuchung der Vorgänge stellt sich dann als unmöglich heraus. Die sogenannten Beweise haben ein neues Stadium angenommen. Heute wird versucht, aus Daten eine Erklärung zu finden.

Häufig werde Ausfälle von Kerkos / Keramikchipkondensatoren durch Risse in der Keramik verursacht. Erst Röntgenaufnahmen machen diese mechanische Überbeanspruchung sichtbar.

Häufig werde Ausfälle von Kerkos / Keramikchipkondensatoren durch Risse in der Keramik verursacht. Erst Röntgenaufnahmen machen diese mechanische Überbeanspruchung sichtbar. Kraus Hardware

Effiziente QM-Prozesse schaffen

Messdaten erfassen

Kraus Hardware ist ein kompetenter Partner rund um die Baugruppenfertigung – von der Entwicklung, Bauteillogistik, Produktion, Baugruppenprüfung, Röntgenanalyse bis zur Reparatur.
Das Unternehmen wurde 1992 in Großostheim von Andreas Kraus gegründet und entwickelt und fertigt ADwin-Messdatenerfassungssysteme für die Industrieautomatisierung und bietet Dienstleistungen rund um Entwicklung, Layout, Bestückung, Mechanik, Testen, Röntgen und Rework an.

Wer heute eine Beanstandung nach dem 8D-Modell beobachtet und behandelt, muss zahllose Formulare, Protokolle und zuletzt die Aussagen der Handelnden zugrunde legen: von der Wiege bis zur Bahre, Formulare, Formulare. Einen ganz wesentlichen Anteil nimmt die Verwaltung des eigentlichen QM-Prozesses ein. In der Regel werden Rituale gepflegt und Unterschriften geleistet. Die Verwendung von Mess-ergebnissen, zumal die aus der Vergangenheit, finden eine geringere oder gar keine Wertschätzung oder fehlen schlicht komplett. Das Big-Data-Modell bei Kraus Hardware oder sagen wir „Traceability zur Effizienz“ lässt Rückschlüsse auch auf abgelaufene Systemparameter zu. So können unter Berücksichtigung von Ort, Stück, Messdaten und weiterer Protokolldaten Situationen plastisch dargestellt werden, die wirklich Erklärungen bieten. Diese Erhebung und die permanente Analyse der Daten trägt zu einem erheblichen Teil den Anforderungen aus der Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrt Rechnung.

Rückverfolgbarkeit heute

Bevor elektronische Baugruppen ausgeliefert werden können, müssen sie eine Menge Tests durchlaufen. Neben den Zusagen für die Gewährleistung steht auch der Ruf des Unternehmens auf dem Spiel. Deshalb werden neben lückenlosen Eingangskontrollen alle Bauteile bei jedem Verarbeitungsschritt überprüft, denn es könnte sich zwischendurch eine Fehlfunktion oder ein Defekt eingeschlichen haben. Qualitätszusagen sind das eine, Traceability etwas anderes. Um auch keine Prüflücke entstehen zu lassen arbeitet das Unternehmen neben vielen konventionellen Prüfmethoden seit geraumer Zeit auch mit hochdynamischer Radioskopie, MAVC Multi Void Calculation und CT-Röntgenfehleranalyse. Dank dieser Technik lassen sich nun kleinste Details sowohl in dünnen als auch in dicken Bereichen des Prüfteils sichtbar machen. Auch die Röntgenparameter müssen nicht ständig angepasst werden. Fehler und Fehlstellen sind viel schneller zu erkennen. Gleichzeitig wird die Röntgenprüfung simplifiziert und die Prüfsicherheit sowie die Produktivität gesteigert.

CT eines vergossenen SMD-Übertrager wie sie zum Beispiel bei Ethernet Schnittstellen eingesetzt werden. An den Lötstellen ist das Lotdepot unterschiedlich ausgeprägt.

CT eines vergossenen SMD-Übertrager wie sie zum Beispiel bei Ethernet Schnittstellen eingesetzt werden. An den Lötstellen ist das Lotdepot unterschiedlich ausgeprägt. Kraus Hardware

Durchleuchtungsprüfung in Bewegung, so ist die Definition für HDR hochdynamische Radioskopie. Das bedeutet, einerseits ist eine hohe Dynamik des Detektors in Punkto Tiefenauflösung und andererseits eine hohe Dynamik der Bildwiederholrate erforderlich. Kritische Stellen lassen sich so mit einem Klick hervorheben. Der dafür entwickelte eHDR-Filter entdeckt die kleinsten Abweichungen. Sowohl kleinste Details als auch stramme Formen und Teile ein und desselben Prüflings lassen sich so ohne ständige Manipulation des Röntgensystems bildhaft darstellen, wie beispielsweise bei einer bestückten Leiterplatte. Voraussetzung dafür ist ein rauscharmer Detektor bei hoher Dynamik im Duett mit optimal kalibrierter Software der Filteralgorithmen.

MAVC (Multi Area Void Calculation) berechnet Gaseinschlüsse in Lötstellen via Röntgentechnik, Lötstellen können abhängig von Position und Funktion unterschiedlich bewertet werden.

MAVC (Multi Area Void Calculation) berechnet Gaseinschlüsse in Lötstellen via Röntgentechnik, Lötstellen können abhängig von Position und Funktion unterschiedlich bewertet werden. Kraus Hardware

 

Während des Scannens werden die Werkstücke um die eigene Achse gedreht und ohne Verzerrungen komplett rekonstruiert. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren spart diese Methode Zeit und Kosten, denn dort werden Algorithmen genutzt, die mit dem wesentlich zeitintensiveren Stitching arbeiten. Auf diesem Weg werden Datensätze produziert, die sich in unterschiedlichsten Ebenen und Blickwinkeln ohne Verlust an Detailtreue begutachten lassen. Strukturelles Rauschen wird durch hohe Dosis hervorgerufen. Unterschiedliche Graustufen bei gleicher Dosis verhindern das Rauschen durch eine mehrstufige Kalibrierung und die Korrektur nichtlinearer Detektorpixel. Sowohl Pixel-Korrektur als auch die Algorithmen stellen hohe Anforderungen. Mit 30 Bildern pro Sekunde kann das Bild ruckelfrei dargestellt werden und es lässt sich in kleinen Schritten die Filterwirkung optimal auf den Prüfling einstellen. Mit dieser Vorgehensweise wird es möglich, den Kontrast in einem Röntgenbild in Abhängigkeit vom Bildinhalt zu erhöhen. Der Kontrast wird also nicht gleichmäßig über das gesamte Bild hinweg erhöht, sondern in Abhängigkeit von den im jeweiligen Bild vorhandenen hellen und dunklen Regionen. Die Darstellung der Grauwerte im Histogramm wird dabei für das menschliche Auge optimiert.

Flachbaugruppe ohne (links) und mit eHDR Filter  (rechts)  durchleuchtet. Kraus Hardware

Flachbaugruppe ohne eHDR Filter durchleuchtet. Kraus Hardware

Wie CT Licht ins Dunkel bringt

Wozu CT gut ist, lässt sich an einem praktischen Beispiel verdeutlichen – ein vermeintlicher Kabelbruch in einer Maschine. Dabei handelt es sich um ein Kabel mit integriertem Näherungsschalter. Ein mehrmaliges Wechseln des Schalters, der durch wackelkontaktähnliche Symptome auffiel, führte zu keiner Besserung. Bei der Untersuchung kam heraus, dass kein Kabelbruch vorliegt. Dafür wies ein SMT-Keramik-Chip-Kondensator erheblich Beschädigungen auf, welche mittels Computertomografie-Technologie erkannt wurden. Längst hat sich die Prüfung via Computerthermografie durchgesetzt und wird als Dienstleistung verstärkt in Anspruch genommen.

Da elektronische Baugruppen immer kleiner, kompakter und komplexer werden, wirkt sich dies auch auf die Lötverbindungen aus. Das Risiko steigt, je kleiner und dichter die Baugruppe bestückt wird, Fehlverbindungen oder aber unzulänglichen Lötstellen aufzusitzen. Selbst wenn die Baugruppe im Augenblick noch funktioniert, könnte sie in kürzester Zeit nicht mehr funktionieren. Aus dieser Ungewissheit heraus hilft MAVC, unterschiedliche Bereiche individuell zu bewerten. Auch hier kommt wieder das Röntgen zum Einsatz. Letztlich entstehen beim Löten größere oder kleinere Voids (Poren) im Lot. Das Inspizieren ist das eine, die Kalkulation auf das Gesamtergebnis das andere. Mit dem ermittelten Ergebnis rechnet das System automatisch auf die mögliche Gesamtzahl der Poren hoch. Auf Basis dieser Berechnung wird bei Kraus Hardware entschieden, bestimmte Bauteile aus- und erneut einzulöten. Muss erneut gelötet werden, tritt die Reworkanlage in Aktion.

Flachbaugruppe mit eHDR Filter durchleuchtet.

Flachbaugruppe mit eHDR Filter durchleuchtet. Kraus Hardware

Löten unter Aufsicht

Mit in diese Richtung zielt der Temperatursensor WPS 2.4. Die Technik misst und überwacht drahtlos und passiv Temperaturen in der Vakuum-Kondensationslötanlage. Gleichmäßige und nahezu identische Temperaturprofile sorgen für identische Lötprofile. Die Dimensionen des Sensors und der Antenne lassen sich kundenspezifisch konfigurieren. Er eignet sich für diverse Aufgaben: Monitoring, Traceability/Dokumentation, Regelung thermischer Prozesse und Prozesseinstellung. Mit der Temperatursensorik ist es ohne Aufwand möglich, die Maschinen- und Prozessfähigkeit in thermischen Prozessen exakt und zuverlässig zu überprüfen und zu dokumentieren, ohne die laufende Fertigung zu beeinflussen.
Der Temperatursensor WPS 2.4 ist einfach zu handhaben. Er misst die Temperaturen mit einem passiven Temperaturfühler, der keine Energieversorgung an der Messstelle braucht und die Temperaturinformation drahtlos an den Empfänger übermittelt. Der Kern der auf der SAW-Technologie (Surface Acoustic Waves) basierenden Sensorik ist ein von pro-micron entwickelter Hochfrequenz-Reader. Messergebnisse sind schnell verfügbar und bis zu einem Temperaturspektrum bis plus 300 °C spezifiziert.
Der Temperatursensor mit fest angebauter Antenne wird am Warenträger der Lötsysteme befestigt. Eine Energieversorgung entfällt. Die Temperaturen vom Sensor werden per Funksignal übertragen. Die Auswerteelektronik übermittelt via digitaler Schnittstelle die Temperaturen direkt an die Anlagensteuerung. In der von Rehm Thermal Systems entwickelten Recorder-Software beispielsweise werden die Temperaturen grafisch in Echtzeit dargestellt. Die Sende- und Empfangsantenne wurden für diese Anwendung optimiert. Der WPS 2.4 ermöglicht somit eine lückenlose Überwachung von Lötprozessen bis 300 °C und bietet eine neue Qualität der Temperaturerfassung.