Nach über 3 Jahren öffnete die SMTconnect wieder ihre Tore in Nürnberg. (Bild: Redaktion productronic)
Auf der SMTconnect, die vom 10. bis 12. Mai 2022 in Nürnberg stattfand, wurde deutlich, wie viel Dynamik und Energie in der Elektronikfertigungsbranche steckt: Über 9.000 Fachbesucher nutzten das Wiedersehen, um sich zu Trends auszutauschen und in persönlichen Gesprächen Lösungen für eine effiziente, saubere und optimierte Elektronikproduktion zu erarbeiten.
Nach drei Jahren Abstinenz war die Stimmung vor Ort anhaltend positiv, denn bei den 321 ausstellenden Unternehmen und Partnern war ein immenses Interesse an direkten Kontakten sowie spontanen und fruchtbaren Geschäftsbegegnungen sehr deutlich spürbar. Rund 35 Prozent der Messebesucher kamen dabei aus dem internationalen Raum.
Der Ukraine Krieg zeigt Auswirkungen auf die Elektronikfertiger
Anlässlich des Pressegesprächs auf der SMTconnect 2022 vermeldet der VDMA Fachverband Productronic, dass der Ukraine-Krieg und die immer noch anhaltende Covid-19 Pandemie auch bei den Unternehmen aus dem Elektronikmaschinenbau zu enormen geschäftlichen Herausforderungen führen.
Mehr als 75 Prozent der befragten Maschinenbauunternehmen berichteten von merklichen bis gravierenden indirekten Auswirkungen, zum Beispiel Energieverteuerung. Die Auswirkung eines kurzfristig verhängten EU-Importverbots auf die europäische Industrie beurteilten 66 Prozent der Unternehmen als schwerwiegend. 59 Prozent der Unternehmen berichteten von Problemen bei Zulieferern/Abnehmern im Fall einer substanziellen Drosselung von Gas. Mehr als 50 Prozent der Unternehmen sind von deutlich gestörten Transportwegen nach Russland betroffen.
Die bereits im März 2022 bei den Elektronikmaschinenbauern routinemäßig durchgeführte Umfrage zeigt, dass 53 Prozent der Unternehmen von extremen Auswirkungen auf der Angebotsseite berichten; Das ist ein Anstieg um 17 Prozent im Vergleich zu der im September 2021 durchgeführten Umfrage. Eine Verschärfung der Situation wird für die nächsten drei Monate erwartet.
Die Nachfrageseite wird positiver be-schrieben: Hier spüren rund 44 Prozent der Unternehmen geringe Auswirkungen, das ist eine Abnahme um 29 Prozent im Vergleich zur September 2021-Umfrage. Diese Einschätzung wird, auf die nächsten drei Monate betrachtet, von 48 Prozent der Unternehmen geteilt.
Engpässe bei Elektronikkomponenten und Preiserhöhungen von Vorprodukten
In der 14. VDMA-Blitzumfrage wurden die Unternehmen unter anderem zur Materialversorgung sowie produktspezifischen Lieferengpässen befragt: Betrachtet man die Entwicklung von Dezember bis April 2022, dann berichten rund 35 Prozent der Unternehmen von gravierenden Beeinträchtigungen in den Lieferketten. Hinsichtlich der aktuellen Engpässe bei den Zulieferkomponenten sehen 54 Prozent der Unternehmen enorme Engpässe im Bereich Elektrotechnik/Elektronikkomponenten.
Diese Einschätzung deckt sich mit der im März durchgeführten Umfrage bei den Elektronikmaschinenbauern: Aktuelle Lieferengpässe bestehen hauptsächlich für elektronische Bauelemente. Dieser Trend setzt sich fort, darüber hinaus werden Engpässe für Kunststoffe und Metalle erwartet. 54 Prozent der Unternehmen erwarten eine Normalisierung der Lieferketten in ein bis zwei Jahren, 46 Prozent innerhalb der nächsten 6 bis 12 Monate.
Nicht überraschend ist die Auswirkung der Lieferengpässe auf die Preisstruktur eingekaufter Vorprodukte: 75 Prozent der Unternehmen berichten von Preiserhöhungen zwischen >10 und 20 Prozent.
Auftragseingang besser als im Jahr 2021, eine Verlangsamung des Wachstums wird erwartet
Die Auftragssituation im VDMA, Fachabteilung Productronic für 2022 wird von 95 Prozent der Unternehmen im Vergleich zum Vorjahr als besser beurteilt. Die Erwartungen für das Umsatzwachstum im laufenden Jahr liegen bei rund 60 Prozent der befragten Unternehmen zwischen 10 und 20 Prozent. Für das Jahr 2023 erwarten 80 Prozent der Unternehmen eine Umsatzsteigerung zwischen 5 und 20 Prozent.
Damit haben sich die Erwartungen an die Umsatzentwicklung von September 2020 (-13,1 Prozent) über März 2021 (11,1 Prozent) bis März 2022 (21,1 Prozent) kontinuierlich verbessert. Für das Jahr 2023 scheinen die Unternehmen mit durchschnittlich 12 Prozent eine Verlangsamung des Wachstums zu erwarten.
Personalbestand weit oben auf der Agenda der Unternehmen
Die VDMA-Umfrage zeigte auch, dass 82 Prozent der Unternehmen einen Personalaufbau anstreben, das sind rund 39 Prozent mehr als in der letzten Umfrage im September 2021. 18 Prozent planen keine Änderungen im Personalbestand, rund 15 Prozent weniger als zuletzt gemeldet.
EMS Park nimmt weiterhin Fahrt auf
Zahlreiche Firmen sowie Beratungsdienstleister vertraten die europäische EMS-Branche auf der Sonderschaufläche EMS Park in Halle 5. Messeveranstalter Mesago Messe Frankfurt, Dieter G. Weiss, in4ma, und die IPC Association Connecting Electronics Industries luden im Rahmen der Welcome-Reception am Mittwochabend zum gemeinschaftlichen Messeausklang und Networking. Zudem präsentierte Dieter G. Weiss wertvolle Insights aus seinen Analysen und Studien zum europäischen EMS-Markt auf dem Messeforum.
Von Punks bis Rumballern: ein Kommentar von Petra Gottwald
Nürnberg, 10. Mai 2022 – um 9:00 Uhr öffnet die SMTconnect 2022 nach zwei Jahren Live-Abstinenz wieder ihre Pforten. Da es in der Früh bekanntlich noch ruhig ist, laufe ich bereits durch die Gänge auf der Suche nach redaktionellem Input und Live-Gesprächen. Auf den Ständen Aussteller im passenden Messe-Outfit, die Männer meist klassisch im Anzug oder auch in Kleidung mit Firmenlogo, die Frauen in hübschen Kleidern. Da biege ich nichtsahnend um die Ecke in Halle 4 und treffe auf zwei „Punks“, die gerade schwarze Bierdosen mit Totenkopf-Logo zu einem Turm stapeln und mich fragen, ob ich denn schon Durst hätte. Mein Hirn erinnert sich dunkel: Punk als Jugendkultur, die Mitte der 1970er Jahre in New York City und London zusammen mit dem Punk-Rock entstand. Wikipedia sagt dazu noch: „Charakteristisch für den Punk sind provozierendes Aussehen, eine rebellische Haltung und nonkonformistisches Verhalten.“ Naja, zur Jugend hätte ich die beiden „Punks“ nicht gezählt, aber sie fallen in ihren T-Shirts und im Nicht-Business-Look schon auf.
Worauf ich gestoßen bin? Auf zwei Mitglieder der Solderpunks: Solderpunks ist ein neu gegründeter, allgemeinnütziger Verein, der sich mit dem Thema nachhaltige Elektronik beschäftigt. Ziel des Vereins ist es vor allem, den Klima- und Umweltschutz rund um die Elektro- und Elektronikindustrie sowie deren Produkte und Services voranzutreiben. Jeder kann mitmachen und man ist von Anfang an per „Du“, egal auf welcher Hierarchieebene man steht. Lässig eben, anders, cool – man will aufrütteln. Nicht nur reden, einfach machen. Wieso ich das erwähne? In meinem Berufsleben habe ich es noch nicht erlebt, dass aus einem Industriefeld heraus ein augenscheinlich „cooler“ Verein zum Thema Nachhaltigkeit gegründet wurde. Das Bier habe ich übrigens eingesteckt und nach Feierabend getrunken.
Dass man auf einer Industriemesse auch Spaß haben darf, durfte ich am Stand von Jateq erleben. Wenn es schon Probleme mit der Bauteilverfügbarkeit gibt, dann kann man diese auch abschießen. Bewaffnet mit einem Disruptor Blaster (eine Spielzeugpistole mit Kunststoffdarts) und nach einer kurzen Einführung hieß es: Feuer frei auf den Chip-Shooter. Der Blaster feuert 6 Darts nacheinander aus einer 6-Dart Rotationstrommel ab. Das hat richtig Spaß gemacht und die Bauteile sind umgefallen wie die Fliegen. Denken Sie jetzt aber nicht, dass Sie mich nun für die schlechte Bauteilverfügbarkeit verantwortlich machen können.
Die Fertigungslinie im Zeichen des digitalen Zwillings
Seit über 20 Jahren organisiert das Fraunhofer IZM die Fertigungslinie auf der SMTconnect. Die Virtualisierung von Fertigungsabläufen, Technologien und Prozessen hat sich enorm beschleunigt. Daher hatte das Organisationsteam des Fraunhofer IZMs dieses Jahr das Thema „Digital Twin – Digitaler Zwilling“ als Motto gewählt. infach ausgedrückt ging es um die Einbettung des Linienkonzepts in eine virtualisierte Umgebung. Insgesamt 19 Maschinen- und Softwarepartner zeigten während der täglichen Führungen und der Live-Produktion ihre inhaltlichen Schwerpunkte:
- Lückenlose Kommunikation zwischen dem „Virtuellen“ und dem „Realen“
- Wandel der Industrie-4.0-Lösungen zum „Digital Twin“
- Intelligentes Materialmanagement
- Produktionsplanung und Fertigung mit automatisiertem SMD-Lagersystem
- Lösungen für autonome und bedienerlose Abläufe
- Erste Bestückplattform, die den Feederwechsel automatisiert
- Null Platzierungsfehler
- Predictive Maintenance
- ERP-System
Das war die Podiumsdiskussion Conformal Coating
„Aus der Praxis für die Praxis – Wieso sind Schutzbeschichtungen so wichtig?“ Unter diesem Motto lud die Fachzeitschrift productronic zur Podiumsdiskussion am zweiten Messetag, den 11.05.22 ins Messeforum. Unter der Leitung von productronic-Chefredakteurin Petra Gottwald diskutierten Stephan Ballhaus (Puretecs), Rüdiger Knofe (Siemens Technology), Dr. Andreas Waldmannstetter (Zestron Europe) und Stefan Theil (Factronix) über die unterschiedlichen Anforderungen in der Praxis und wie sichergestellt wird, dass der Schutzlack auch optimal haftet.
Geht es auch ohne Reinigung der Baugruppen?
Die zweigeteilte Diskussionsrunde ging zuerst der Frage nach, welche Sauberkeit der Lack braucht. Ist eine Reinigung vor dem Coating unbedingt notwendig? Alle Podiumsteilnehmer waren sich einig, dass speziell dort, wo sensible und damit meist teure Module zum Einsatz kommen, wie in der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Automobilindustrie, der Medizintechnik oder der Telekommunikation, die Baugruppenreinigung ein vollwertiger Produktionsschritt ist. Die Reinigung einer Baugruppe ist nicht nur eine notwendige Voraussetzung für zuverlässiges Bonden, sondern sie bereitet die Oberfläche der Baugruppe optimal auf die nachfolgende Beschichtung respektive Lackierung vor, sodass die Elektronik vor Kriechstrom und ECM (Elektrochemische Migration) geschützt ist und selbst unter rauen Umgebungen zuverlässig funktioniert. Eine häufige Ausfallursache bei elektronischen Baugruppen sind Verschmutzungen. In erster Linie sind damit ionische Verunreinigungen gemeint, welche sich auf der Oberfläche der Baugruppe befinden und dann zu den typischen Ausfallursachen wie Korrosion, elektrochemischer Migration oder Kurzschlüssen im Zusammenspiel mit Feuchte führen können. Die moderne Baugruppenreinigung hat neben der Entfernung störender Verunreinigungen noch einen weiteren Vorteil: Durch die Erhöhung der Oberflächenspannung wird die Benetzbarkeit der Baugruppe für Schutzbeschichtungen deutlich verbessert. Dies führt an Kanten zu einer guten Filmbildung bzw. Abdeckung.
Rüdiger Knofe berichtete aus seiner langjährigen Praxis bei Siemens, welche schnellen und einfachen Tests man in der Praxis durchführen kann, um das Reinigungsergebnis im Rahmen der laufenden Fertigung zu bewerten. Ein etabliertes Verfahren zur Bestimmung der ionischen Verunreinigung auf Leiterplatten und Baugruppen ist seit Jahrzehnten der Rose-Test nach IPC-TM-650 2.3.25 (resistivity of solvent extract). Deutlich aufwändigere Testverfahren werden im Analytik-Labor von Zestron Europe bei Dr. Andreas Waldmannstetter durchgeführt, denn nicht jedes EMS-Unternehmen nutzt zum Beispiel Ionenchromatographie-Messverfahren nach IPC-TM-650 2.3.28, eben weil kostspielige Analysegeräte im praktischen Alltag eher selten sind.
Stefan Theil von Factronix gab anschließend einen Überblick über die einzelnen Reinigungsverfahren. Beste Reinigungsergebnisse erziele die Düsensprühtechnik, argumentierte er. Allerdings müsse er ab und an Aufklärungsarbeit leisten, denn oftmals werde die Reinigung als ein zusätzlicher Prozessschritt wahrgenommen, der Zeit und Geld koste. Die zunehmende Komplexität elektronischer Baugruppen bedinge aber vermehrt einen Reinigungsprozess, unterstrich er.
Wichtig sei hierbei auf die richtige Kombination aus Reinigungschemie, Reinigungsanlage und Prozessüberwachung zu achten, um einen langfristig stabilen Reinigungsprozess und gleichbleibende Qualität sicherzustellen. Dabei setzte er den Fokus auf wasserbasierende Reinigungsmedien, die sehr gut zur Flussmittelentfernung geeignet sind. Eine vorherige Prozessevaluierung sei unbedingt notwendig, um optimale und wiederholbare Reinigungsergebnisse erzielen zu können.
Wieso sollte man Platinen beschichten?
Im zweiten Teil der Podiumsdiskussion zeigte Stephan Ballhaus sehr anschaulich, welche unterschiedlichen Anforderungen an Schutzbeschichtungen gestellt werden können. Er erläuterte dies an zwei Schutzhandschuhen: ein Latexhandschuh schützt empfindliche Hände vor Chemikalien oder Keimen, ein Schweißerhandschuh vor Hitze oder Verbrennungen. Beide mit dem gleichen Ziel, die Hand zu schützen, jedoch in unterschiedlichen Einsatzgebieten. Übertragen auf die Elektronikfertigung heißt das: Je nach Einsatzort und den dort herrschenden Bedingungen erfährt die Baugruppe eine spezifische Beanspruchung und benötigt eine Schutzschicht, um den vollen Funktionsumfang auf Dauer aufrecht erhalten zu können.
Stephan Ballhaus schätzt die Situation in den Firmen realistisch ein: „Leider sieht die Praxis ganz anders aus, denn meistens fangen EMS-Anbieter erst an, über eine Schutzlackierung nachzudenken, wenn sie ein Problem haben. Doch es ist sinnvoll, bereits im Vorfeld darüber nachzudenken. Das Dilemma dabei: eine Schutzbeschichtung, die alle Anforderungen abzudecken vermag, gibt es nicht und wird es wohl in absehbarer Zeit auch nicht geben.“
Er führte weiter aus: „Je nach Art und Schwere des Einsatzes wird die Baugruppe unterschiedlichen, einzelnen oder Mehrfach-Belastungen ausgesetzt und dabei angegriffen. Die Auswirkungen davon können u.a. elektrochemische Migration, Korrosion, Spannungsüberschlag oder Widerstandsabsenkung sein und zu Ausfällen führen. Betauung, Nässe, Temperaturschock, Salzluft etc. setzen Baugruppen ebenfalls zu. Ebenso gibt es Angriffe chemischer Art wie Fluss- oder Lösemittelreste, Schadgase, Öle, Treibstoffe, Laugen, Säuren etc.. Selbstverständlich können die Angriffe aber auch mechanischer Art sein, beispielsweise Staub, Schmutzpartikel, Berührungen, Kratzer, Schläge etc.
Gleichzeitig muss die Schutzbeschichtung durchlässig genug sein, um die produktabhängige Funktionalität zu erfüllen. Um die Kontaktierfähigkeit von Schaltern und Steckkontakten zu erhalten, müssen diese von der Schutzlackierung ausgespart werden. Das kann nicht jede Schutzbeschichtung leisten. Hinzu kommen herstellungsbedingte Parameter wie Durchlötbarkeit, geforderte Silikonfreiheit, notwendige Aussparung von Bauteilen oder die Überlegung, ob eine Schwarzlichtkontrolle durchgeführt werden muss. Und immer stellt sich die Frage: Soll die Baugruppe reparierbar bleiben?
Dann gibt es noch die Anforderungen an den Prozess. Sind kurze Prozesszeiten und damit schnelle Trockenzeiten erforderlich? Muss der Schutzlackauftrag in schon bestehende Prozessabläufe eingeschoben werden? Wie teuer kommt der gesamte Prozess?
Der derzeitige Markt für Schutzlacke wird von lösemittelhaltigen Lacken dominiert, mit denen momentan fast alle Anforderungen erfüllt werden können. Jedoch standen in den letzten Jahren Betrachtungen der Umweltfreundlichkeit oder der Umweltverträglichkeit mehr und mehr im Fokus. Deshalb richtet sich bei Schutzlacken die Anforderung ganz klar zu lösemittelfreien Schutzlacken mit schnellster Verarbeitung.
Dass das Thema Reinigen und danach Beschichten den Nagel auf den Kopf getroffen hatte, zeigten die vielen Fragen aus dem Publikum. So berichtete ein Zuhörer, dass in seinem Betrieb grundsätzlich nicht gereinigt werde, weil man sich die Kosten gerne sparen wolle. Allerdings wäre jetzt die Zeit zum Umdenken gekommen, weil die Anforderungen seitens der Kunden an die Baugruppen steigen und man sich nun entschlossen habe, die dafür notwendigen Prozesse zu überarbeiten. Es tut sich also was in den Betrieben hinsichtlich des Schutzes der elektronischen Baugruppen.
Weitere Highlights der SMTconnect 2022
Fachbesucher haben sich am Gemeinschaftsstand PCB meets Components mit Anbietern von Leiterplatten, Bauelementen und Materialien in Verbindung setzen und individuelle Lösungen erarbeiten können. Außerdem lud die IPC Association Connecting Electronics Industries wie auch in den Vorjahren Interessierte dazu ein, ihr Lötkönnen im Rahmen des Handlötwettbewerbs unter Beweis zu stellen. Die ersten beiden Plätze waren fest in weiblicher Hand.
Die Autorin: Dipl. Ing. Dipl. Wirt. Ing (FH) Petra Gottwald
Die Doppel-Ingenieurin (Textiltechnik und Wirtschaft) hat nur ein Ziel: Sie möchte Menschen für technische Themen begeistern - ob sie wollen oder nicht. So kommt es schon 'mal vor, dass sie ihren Freunden die komplexe Herstellung einer Leiterplatte in einer packenden Story erzählt oder wie man Elektronik in Textilien einbaut. Privat düst sie auf leisen Sohlen durch die Gegend, denn sie hat seit 2016 ein Faible für Elektromobilität und will mit ihrem Wissen Interessierten die Reichweitenangst beim voll-elektrischen Fahren nehmen.