Limtronik ist ein EMS-Dienstleister (Electronics Manufacturing Service) mit Sitz in Limburg. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Fertigung von Elektronikbaugruppen im Kundenauftrag. Die Säulen der Fertigung sind insgesamt drei SMD-Bestücklinien, davon eine Muster-Linie. Die beiden Hauptlinien sind jeweils mit leistungsstarken Bestückern ausgestattet, die über eine hohe Bauteilvielfalt durch bis zu 10 Feeder-Module verfügen. Beide Linien sind jeweils vor dem Lötofen mit einem SPI-System (Solder Paste Inspection) sowie nach dem Löten mit einem AOI (Automatische Optische Inspektion) ausgestattet. Wie für EMS-Dienstleister üblich, variiert die Produktvielfalt stark. Einzelbaugruppen und Prototypen sind ebenso Tagesgeschäft wie Großserien. Auch die Komplexität der Baugruppen ist sehr unterschiedlich.

Verifikationsplatz zur Sichtung der detektierten Fehler, zum Beispiel von  BGA mit Lufteinschlüssen.

Verifikationsplatz zur Sichtung der detektierten Fehler, zum Beispiel von BGA mit Lufteinschlüssen. Göpel Electronics

Test und Qualitätssicherung durch automatisches Röntgen

Um im Wettbewerb der Auftragsfertiger bestehen zu können ist höchste Qualität das A und O. Kunden aus den Bereichen Sicherheitstechnik, Automotive und Medizintechnik fordern eine Testabdeckung von nahezu 100 Prozent. Mit den Inspektionssystemen in der Fertigungslinie sowie elektrischen Tests im Prüffeld (In-Circuit-Test, Funktionstest und JTAG/Boundary Scan) ist der EMS-Dienstleister gut aufgestellt. Um die Qualität von Lötverbindungen, insbesondere bei BGAs und QFNs, zu überprüfen, wurde bereits im Jahr 2010 ein AXI-System (Automatische Röntgeninspektion) von Göpel Electronic angeschafft.

Dieses Röntgensystem war seinerzeit eines der ersten Systeme, welches eine vollflächige 3D-Röntgenbildaufnahme innerhalb der Taktzeit ermöglichte. Nach jahrelangem Dauereinsatz wurde es durch ein neues Modell der 300er-Serie ersetzt. Das X Line 3D wird als separate Insellösung neben den SMD-Linien betrieben, um flexibel die Produkte aller drei SMD-Linien inspizieren zu können. Ob jede einzelne Baugruppe einer Serie geprüft wird, liegt am individuellen Kundenwunsch. Selbst wenn die Röntgeninspektion nicht gefordert wird, erfolgen ungeachtet dessen Stichproben einer jeden Produktion zur Verifikation im X Line 3D. Der Fokus der Röntgeninspektion liegt auf nicht sichtbaren Lötstellen (BGA, QFN, LGA, THT), wobei auch für das AOI kritische Lötstellen mittels AXI geprüft werden. Auch eine 100%-Lötstellenkontrolle ist möglich. Häufig treten Face-to-Face-Bestückungen auf, das heißt: sowohl auf Top- wie auch Bottom-Seite sind BGAs deckungsgleich platziert. Eine verlässliche Qualitätsprüfung ist nur mit 3D-Röntgen möglich. Eine ebenso hohe Herausforderung sind Überlagerungen von BGA und SMD-Kondensatoren, da diese eine hohe Dichte aufweisen und die Auswertung des Röntgenbildes erschweren. Die schichtweise Rekonstruktion der Lötstellen analysiert aber auch diese Verbindungen zuverlässig. All das geschieht in kürzester Zeit: ein 4-fach-Nutzen einer Baugruppe mit mehreren BGAs und einer Größe von 216 mm x 164mm benötigt beispielsweise nur 26 Sekunden im Durchschnitt für die vollständige 3D-Röntgenprüfung.

Das neue Röntgensystem wird als separate Insellösung neben den SMD-Linien betrieben, um flexibel die Produkte aller drei SMD-Linien inspizieren zu können.

Das neue Röntgensystem wird als separate Insellösung neben den SMD-Linien betrieben, um flexibel die Produkte aller drei SMD-Linien inspizieren zu können. Göpel Electronics

Software und smarte Bedienung

Nicht nur das Einhalten der Taktzeit ist in der Produktion von Bedeutung. Gerade Auftragsfertiger mit häufig wechselnden Baugruppen unterschiedlicher Stückzahlen setzen auf geringen Programmieraufwand und einfache Bedienung. Dank eines vollständigen Offline-Programmierkonzeptes der Programmiersoftware Pilot AXI können Prüfprogramme fernab der Maschine erstellt und optimiert werden. Ein Prüfablauf-Assistent führt den Nutzer durch die Erstellung des Programms, beginnend mit dem CAD-Daten-Import bis hin zum Prüfprogramm-Debugging.

Der Tuning-Wizard hilft bei der schnellen Parametrierung der Prüffunktionen. Die Maschinensoftware Pilot Inspect gestaltet den Umgang mit dem Röntgensystem für den Bediener dabei noch angenehmer. Das Touch-Bedienkonzept im App-Stil stellt die wichtigsten Informationen übersichtlich dar und erlaubt durch integrierte Hinweistexte, Bilder und Videos eine kurze Einarbeitungszeit auch für neue Bediener. Das Inspektionssystem kann auch aus der Ferne mittels Tablet gesteuert und bedient werden. Manuel Sehr, Techniker AOI/AXI bei Limtronik, ist davon überzeugt: „Selbst an meinem Arbeitsplatz im Büro habe ich alle Informationen, die ich sonst nur direkt an der Maschine hätte. Ich kann das System überwachen und steuern, somit vermeide ich Stillstandszeiten und kann Probleme aus der Ferne diagnostizieren“.

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