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Das Röntgeninspektionssystem Y.Cheetah liefert nicht nur schön anzuschauende Bilder, sondern detektiert jeden Fehler: Die CT-Aufnahme einer Spule.
Kunstwerk oder Fehlerdetektion? CT-Aufnahme einer offenen Durchkontaktierung in einer Leiterplatte.
Eine Kombination von verschiedenen Testverfahren ist unbedingt notwendig, will man bei den heutigen komplexen elektronischen Baugruppen eine hohe Prüfabdeckung ohne Mehrfachprüfung erreichen.

Für Andreas Kraus steht außer Frage, dass es entscheidend ist, mit welchem Testverfahren und Strategie geprüft wird, um eine möglichst hohe Prüfabdeckung ohne Mehrfachprüfung zu erreichen: „Mit der richtigen Prüfstrategie lassen sich Kosten einsparen und die Prüftiefe erhöhen“, weiß der Firmeninhaber und Geschäftsführer von Kraus Hardware zu berichten. Der Elektronikfertigungs-Dienstleister bietet sein langjähriges Test-Know-how auch als Dienstleistung an. Bereits bei der Produktentwicklung wird das Ziel der Baugruppenprüfung systematisch verfolgt und kontinuierlich überprüft – bei minimalem Aufwand an Zeit und Equipment. Unter geschickter Einbeziehung von optischen und elektrischen Testverfahren, lässt sich seiner Erfahrung nach die Prüfzeit um teilweise mehr als 50 Prozent reduzieren.

„Prinzipiell kann man die Baugruppenprüfung in zwei große Gruppen unterteilen“, erläutert er. Da wären die „Optische Testverfahren“ wie MOI, AOI und Röntgen, um die Verarbeitungsqualität zu beurteilten. Dabei geht der Prüfer davon aus, dass die Baugruppe aufgrund der Verarbeitung funktioniert. Dem gegenüber stehen die „Elektrischen Testverfahren“ wie etwa ICT, Boundary-Scan und Funktionsprüfung. Hier wird die Funktion der Baugruppe geprüft. Die Baugruppe funktioniert zwar, der Prüfer kennt die Verarbeitungsqualität aber nicht. Wichtig dabei ist, dass elektrische Baugruppenprüfung bereits bei Projektbeginn fest eingeplant und verfolgt werden muss.

3D Röntgenanalytik für feinste Details

Doch was tun, wenn sorgfältig gefertigte Baugruppen am Ende des Prozesses nicht funktionieren? Mit diesem Problem sehen sich die Ingenieure bei Kraus immer wieder konfrontiert. Bei der Inbetriebnahme von Baugruppen stehen sie vor der Problematik, dass Baugruppen, trotz einwandfreier Verarbeitung nicht oder nur teilweise funktionieren. Der Fehler liegt hier nicht selten an den Bauteilen selbst. Geht man doch bei der Beschaffung von Bauteilen davon aus, dass diese zu hundertprozent vom Hersteller getestet sind und keinerlei Fehler aufweisen. Doch die Praxis zeitigt immer wieder fehlerhafte Bauteile. Vor allem Wickelgüter sind hierbei des Öfteren auffällig. Sie weisen oft einen Drahtbruch und nicht fachgerechte Anschlüsse der Drahtenden an dem Bauteilanschluss auf. Auch fehlerhaft montierte SMD-Schalter mit verpolt eingebauter LED gehören zum wiederkehrenden Repertoire fehlerhafter Komponenten.

Auch steigt die Packungsdichte der elektronischen Baugruppen, die Miniaturisierung der Bauteile schreitet rasant voran und die Anzahl von Bauteilen mit verdeckten Lötverbindungen steigt ebenfalls. „Bei solchen komplexen Baugruppen reicht ein Testverfahren – sei es optisch oder elektrisch – einfach nicht aus, um eine möglichst hohe Prüfabdeckung und daraus eine zuverlässige und funktionsfähige Baugruppe zu erhalten“, betont Andreas Kraus. „Das Testverfahren, das alle Fehler findet, gibt es leider noch nicht.“ Auch ist jede Baugruppe anders, so dass es erforderlich ist, die Teststrategie für jede Baugruppe erneut zu prüfen. Daher hat der Dienstleister ein umfangreiches Sortiment an Test- und Prüfsystemen, um für die jeweilige Prüfanforderung gerüstet zu sein. Neben den MOI- und AOI-Systemen, gehört zum Maschinenpark auch der Flying-Probe-ICT GRS500 von Polar Instruments, das Boundary-Scan-System Cascon von Göpel Electronic und die Yxlon-Röntgenanlage 2D/3D Y.Cheetah. Bereits seit 2009 arbeitet der EMS mit einer 2,5D-Röntgenanalyse. Um dem hohen Qualitätsanspruch in der Fertigung auch weiterhin gerecht zu werden, hat der Mittelständler nun seinen Maschinenpark durch das Mikrofokus-Röntgensystem Y.Cheetah von Yxlon mit 2D/3D-Analytik erweitert. Der Y.Cheetah erreicht seine brillanten Bilder durch die Röntgenröhrentechnologie von Feinfocus, einem fein abgestimmten Flachbilddetektor sowie einem gedämpft gelagerten Manipulator. Darüber hinaus ist das eigens entwickelte Messdatenerfassungssystem ADwin Pro2 für den vollautomatischen Funktionstest ausgelegt.

Kraus Hardware bietet Elektronikfertigungs-Dienstleistungen mit großer Fertigungstiefe von der Entwicklung über Fertigung bis zum Baugruppentest für Prototypen und Kleinserien. Diese Fertigungstiefe hilft auch dabei, Schwierigkeiten zu identifizieren: Bauteile, die Auffälligkeiten aufweisen, werden nicht einfach getauscht ohne dem Problem auf den Grund zu gehen. Vielmehr werden diese Bauteile und Baugruppen einer entsprechenden Analyse unterzogen. „Auf Dauer ist die genaue Analyse der bessere Weg, um mit dem Lieferanten und Hersteller in Dialog zu treten und einen Verbesserungsprozess anzustoßen“, betont daher Andreas Kraus.

SMT Hybrid Packaging 2013: Halle 9, Stand 250