Mit KI und AOI die Leiterplattenqualität in Echtzeit analysieren

Fertigungsunternehmen befinden sich in einem zunehmend anspruchsvollen und volatilen Markt. Die Digitalisierung ist dabei zu einer Grundanforderung geworden, um die Komplexität zu beherrschen und die Produktivität zu steigern. Aus diesem Grund setzt Limtronik auf praxistaugliche Lösungen und Standards, mit denen sich der digitale Wandel in der Produktion wirtschaftlich realisieren lässt.

„Fehlervermeidung und Qualitätssicherheit haben für uns als Elektronikfabrik höchste Priorität. Zudem müssen wir in einigen Branchen entsprechende Normen erfüllen. Wir setzen daher bereits seit einigen Jahren Rück­verfolg­barkeit um. Dadurch, dass im Zuge dessen alle Produktionsdaten erfasst, dokumentiert und ausgewertet werden, entsteht auch die ideale Datenbasis, um zum Beispiel automatisierte Regelkreise zur Vermeidung von Fehlern im Produktionsprozess auszuprägen“, erklärt Gerd Ohl, Geschäftsführer von Limtronik.

Die Rückverfolgbarkeit ermöglicht der EMS durch ein Manufacturing Execution System (MES) von iTAC sowie zwei Laserbeschrifter von Smartrep. Diese ermöglichen die Markierung jeder Leiterplatte mit einer hauseigenen Seriennummer. Der Lasermarker ist an das MES angebunden. Die Fertigungslinie läuft nur, wenn alle Produkte seitens des Lasers fehlerfrei gelasert wurden und die Codes vergeben sind. Bei Abweichungen findet eine komplette Prozessverriegelung der Linie statt.

Umstieg von 2D auf 3D

Neben den Laserbeschriftern tragen auch Inspektionssysteme wie SPI- und AOI-Systeme von Koh Young zur Automatisierung und Qualitätssicherung im Hause Limtronik bei. Die 3D-Inspektionssysteme zielen dabei nicht nur auf reine Fehler­detektion, sondern auf die Kontrolle und -optimierung des gesamten Prozesses. „Der Lotpastendruckprozess ist für uns der wichtigste Ablauf. Sollte der Druck nicht in Ordnung sein, kriegen wir von dem Koh Young SPI sofort eine Rückmeldung und können den Prozess entsprechend anhalten und verbessern“, erklärt Dieter Jung, Leiter der Technologie bei Limtronik.

Zwei Koh Young SPI-Systeme befinden sich bereits seit 2011 bei Limtronik im Einsatz. Ein drittes System kam kürzlich hinzu. 2022 hat die Elektronikfabrik zudem drei AOI-Lösungen von Koh Young eingeführt und ist damit von 2D- auf 3D-Inspektionstechnologie umgestiegen. Die AOI sorgt dafür, die Qualitätskontrolle der kompletten Linie darzustellen. Sie verfolgt die Inspektionsergebnisse über alle Leiterplatten hinweg und verriegelt bei schlechter Bestückung den Prozess – so werden Serienfehler vermieden. Die AOI speichert ihre Daten in der MES-Datenbank ab. Am Ende des Prozesses lassen sich über die Datenbank alle Daten zu einer eindeutigen ID abrufen.

Massive Verringerung von Pseudofehlern

Die AOI-Lösung geht jedoch weit über Fehlererkennung und Prozessverriegelung hinaus. Durch Trendanalysen und Histogramme kann die Fehlerentstehung nachvollzogen und es können vorbeugende Maßnahmen eingeleitet werden. Zudem kann der EMS-Anbieter jetzt durch die Datenauswertung mit KSMART Echtzeit-Analysen durch­führen. Bei der Programmierung kommt künstliche Intelligenz zum Einsatz: Unbekannte Bauteile müssen nicht länger von Hand neu zur Bauteilbibliothek hinzugefügt werden, sondern werden durch Koh Youngs Auto-Programming mit Hilfe künstlicher Intelligenz vom System selbst ange­lernt.

„Durch den Umstieg auf die Koh Young 3D AOI-Technologie konnten wir unsere Pseudofehler um bis zu 70-80 Prozent reduzieren. So sparen wir Aufwände und Ressourcen, die für wichtige Aufgaben in anderen Bereichen eingesetzt werden können“, sagt Dieter Jung und fährt fort: „Durch diese Lösungen haben wir sowohl die Mitarbeiterzufriedenheit als auch die Produktionsqualität merklich ge­steigert.“