Home Verband Regionalgruppen Bericht und Vortragsfolien | EPSa Elektronik & Präzisionsbau Saalfeld GmbH (FED-Rundreise 2014)

25 Jahre FED - Ein Rückblick

Neue Mitglieder

16.07.2014

Bericht und Vortragsfolien | EPSa Elektronik & Präzisionsbau Saalfeld GmbH (FED-Rundreise 2014)

Das erste  Regionalgruppentreffen der RG Jena in diesem Jahr fand am 16.07.2014 in der EPSa GmbH in Saalfeld statt. Zu dieser gut besuchten Informations- und Weiterbildungsveranstaltung konnte der Regionalgruppenleiter Wolfgang Kühn  34 Teilnehmer im Namen des FED begrüßen.
Nachfolgend hieß der Geschäftsführer der EPSa GmbH, Herr Uwe Schulze die Gäste herzlich willkommen und stellte die Firma vor. Als Gastgeber unseres Regio-Treffens präsentierte sich die EPSa als ein EMS-Unternehmen, das langjährige Erfahrungen in der Fertigung und Testung elektronischer Baugruppen und Geräte und der Fertigung von Präzisionsmechanik aufweisen kann.

Über das Grundanliegen des FED – Informationsbereitstellung und Weiterbildung für die Beschäftigten in Elektronikentwicklung, Leiterplattendesign, Leiterplattenfertigung und Baugruppenfertigung  - und
Neuigkeiten aus der Verbandsarbeit informierte Vorstandsmitglied Herr Klaus Dingler.

Die ersten beiden Vorträge – Optische Inspektionssysteme und E-S-A Embedded System Access - befassen sich mit den modernen und effektiven Inspektions- und Testmöglichkeiten in der  Leiterplatten- und Baugruppenfertigung. Die Auswahl und Bereitstellung dieser Vorträge wird durch das FED-Vorstandsmitglied Klaus Dingler ( Verantwortlicher für Regionalgruppenarbeit ) vorgenommen und in Abstimmung mit den Regionalgruppenleitern umgesetzt.

Der dritte Vortrag – Baugruppentest- Berücksichtigung der Anforderungen bei Schaltungsentwicklung und Leiterplatten-Design - ist ein Vortrag aus der praktischen Erfahrung und Umsetzung der Prüfplanung der EPSa GmbH.

Vorstellung der Fa. EPSa - Elektronik- und Präzisionsbau Saalfeld GmbH / Herr Schulze

Herr Schulze, Geschäftsführer der EPSa, stellte in einer kurzen Präsentation das Unternehmen vor.
Gegründet wurde die EPSa GmbH am 21.12.1991 durch ein Management-Buy-Out aus dem Geschäftsbereich Elektronik der Jenoptik Carl Zeiss Jena GmbH.

Die EPSa entwickelte sich in den annähernd 23 Jahren zu einem hocheffizienten und flexiblen Elektronikdienstleister für hochkomplexe und anspruchsvolle Baugruppen, komplette Geräte und
Kabel.

Die Geschäftsfelder umfassen

  • Dienstleistungen für die Elektronikbranche Eigenentwicklungen:
  • Automotive- und Telematiksysteme
  • Medizintechnik
  • Wetter- und Umweltmesstechnik
  • Fahrgast-Informationssysteme

Neben den reinen Fertigungsdienstleistungen

  • Bestücken (THT, SMT) und Löten ( Welle, Reflow, ) von Leiterplatten
  • Montage von Baugruppen und Systemen mit elektronischen, mechanischen und optischen Komponenten (inklusive deren Verdrahtung)
  • Konfektionierung von Kabeln und Leitungen
  • Waschen und Beschichten von Leiterplatten
  • Vergießen mit Reaktionsharzen und Silikon
  • Testen von Baugruppen und Systemen
  • Reinraumfertigung (ISO Klasse 5)

bietet die  EPSa auch Entwicklungsdienstleistungen für ihre Kunden  an:

  • Hardwareentwicklung (Schaltungs- und Layoutentwicklung nach Kundenspezifikation)
  • Softwareentwicklung  (Entwicklung von Steuer- und Auswertesoftware sowie Firmware                          Implementierung von Echtzeitbetriebssystemen)
  • Konstruktion (Entwicklung und Konstruktion elektronischer und elektronisch/feinmechanischer Geräte und Systeme)

an.

Mittlerweile beschäftigt die EPSa GmbH ca. 200 hochqualifizierte MitarbeiterInnen.

Das Unternehmen besitzt folgende Zertifizierungen im Qualitäts-, Umwelt-, und Arbeits- und Gesundheitsschutzmanagement

  • EN ISO 13485:2003 + AC:2009
  • EN ISO 9001:2008
  • ISO 14001:2004
  • BS OHSAS 18001:2007


Die Referenten: Michael Mügge           Martin Borowski          Jörg Giebel

1. Fachvortrag: AOI und AXI-Systeme, deren Unterschiede und die Vor- und Nachteile bei der Anwendung (Michael Mügge, Viscom AG)

Im ersten Fachvortrag berichtet Michael Mügge, Viscom AG, über AOI und AXI-Systeme, deren Unterschiede und die Vor- und Nachteile bei der Anwendung. Als Einleitung zum Thema zeigt der Referent eine typische Baugruppe heutigen Standards vor – Flex- und Starrflex-Leiterplatten beidseitig mit SMD  bestückt und Reflow gelötet, sowie THT-Bauteilen zusätzlich mit einem Selektivlötverfahren gelötet. Um qualitativ hochstehende Produkte in dieser Technik zu prüfen sind optische Inspektionsverfahren und Röntgentechnologie notwendig.

Die Inspektion von Baugruppen mit THT-Bestückung, die wahlweise wellengelötet oder mit einer Selektivlötanlage gelötet worden sind, kann ohne drehen der Baugruppe im Werkzeugträger durchgeführt werden. Dabei  wird das Kamerasystem mit skalierbarer Sensorik und umschaltbarer Auflösung von unten an die Baugruppe herangeführt. Zur besseren Fehlererkennung kann die Blickrichtung der Kamera geneigt werden. Fehlerstellen wie Bauteile, Lötbrücken oder auch zu magere Lötstellen werden sicher erkannt. Für bereits vormontierte Baugruppen bietet sich das Desktopsystem an. Eine einfache Beladung des Systems ist durch die offene Aufnahme gegeben. Auch hier wird das Kamerasystem von unten an die Baugruppe herangeführt. Zum Abscannen der Leiterplatte wird die Baugruppe in Y-Richtung und der Sensorkopf in X-Richtung verfahren. Die Kameratechnologie ist analog zu der in den Inline-Systemen.

Immer kleiner werdende Bauteile, 0201 und 01005, sowie die Überprüfung des Lotpastendruckes stellen auch an die Inspektionstechnologie neue Anforderungen. Diesem wird mit der 3D-SPI-Sensor-Technologie Rechnung getragen. Bei der hierbei angewandten Streifenprojektion wird ein Streifenmuster mit unterschiedlicher Lichtintensität unter einem bestimmten Beleuchtungswinkel auf die Baugruppe projiziert. Die Kamera fährt mäanderförmig die Gesamtfläche der Leiterplatte ab und nimmt dabei für jeden Punkt sich überlappende Bilder auf. Im ersten Schritt wird dabei über die Passermarken die Lage der Leiterplatte erkannt. Im zweiten Schritt werden die sich überlagernden Bilder ausgewertet. An jedem Punkt werden unterschiedliche Intensitäten je nach Wellenlänge des Streifenmusters aufgenommen. Für zwei nebeneinander liegende Punkte ergeben sich nach jeweiliger Phasenlage unterschiedliche Intensitätswerte aus denen mathematisch Höhenunterschiede ermittelt werden können. Um die Genauigkeit zu erhöhen, wird ein Streifenmusterprojektor mit zwei Streifenmusterfrequenzen und 8 geneigten Kameras eingesetzt. Die Bildpunktgröße beträgt 15µm und es können bis zu 80mm²/s abgeprüft werden. Eine entsprechende Gesamtdarstellung des inspizierten Bauteiles, bzw. 8 Einzelbilder können angezeigt werden. Durch Einstellung des Aufnahmewinkels können Schattenbilder vermieden werden.

Die heute Verwendung findenden BTC-Bauteile, Bauteile mit Anschlüssen an der Unterseite, fordern eine Röntgeninspektion. Eine Auflösung von 5 bis 10µm/Pixel kann mit moderner Röntgentechnologie erreicht werden. Je nach Anwendung werden 3D-, 2.5D- oder 2D-Röntgentechniken eingesetzt, um höchste Prüftiefe und kurze Zykluszeiten zu erreichen. Durch die hohe Bildqualität können Überdeckungsfehler auf doppelseitig bestückten Leiterplatten und Fehler an den Lötflächen der BTC’s festgestellt werden. Durch die zusätzliche Integration eines AOI-Systems bei der Röntgeninspektion können schnellere Prüfzeiten erzielt werden.

Die in den Inspektionssystemen gewonnenen Daten können durch Uplinks wesentlich zur Prozess- und Qualitätsoptimierung beitragen. Diese Möglichkeit trägt dazu bei, dass Fehler sofort am Entstehungsort korrigiert werden können, bzw. für Prozessanalyse an einem Verifikationsplatz sichtbar dargestellt werden können. Durch Speicherung der Daten werden die heute für die Produktverantwortung notwendigen Traceability-Forderungen gewährleistet.


Quelle: Vortragsfolien Viscom AG, Michael Mügge

Nachfolgende Uplinks, siehe Bild oben, stehen zur Verfügung.

  • Image-Uplink. Fehlerbilder werden an einem Prüfungsplatz übermittelt und können dort mit den Ergebnissen nach dem Reflowlöten verglichen werden. Damit können eventuelle Fehleranzeigen für den Pastendruck die sich während des Lötvorganges eliminiert haben korrigiert werden.
  • Pasten-Uplink. Es ist hiermit die Möglichkeit gegeben, Ergebnisse der Pasteninspektion in 2D- und 3D-Bildern sichtbar zu machen und damit den Pastenauftrag zu kontrollieren. Fehler im Lötprozess können im Vorfeld  vermieden werden.
  • Solder-Uplink. Zusätzlich zu den bereits gewonnenen Informationen vor dem Lötprozess werden Bilder nach dem Lötprozess als Vergleich erstellt. Es wird die Möglichkeit geschaffen, den gesamten Durchlauf in der Linie zu beurteilen und eventuelle Rückschlüsse und Korrekturen durchzuführen.
  • TITUS-Uplink (Total Inspections Tracer for Quality Uplink Service). Durch die Verbindung zum AOI am Ende der Linie lässt sich für jedes Bauteil eine Prüfstrategie festlegen, die Warngrenzen und Fehlergrenzen definiert. Damit können Pseudofehler ausgeschaltet und eine Qualitätssteigerung erreicht werden.
  • Prozess-Uplink. Mit Speicherung aller Daten aus den Inspektionssytemen in der Linie wird die Nachverfolgbarkeit der Produkte gewährleistet.

Zum Abschluss des Vortrages weist Michael Mügge auf die Bedeutung der Kameraauflösung hin, die gerade bei den kleinen Bauteilen von wesentlicher Bedeutung ist. Bilder mit hoher Auflösung lassen sich gut vergrößern und zeigen wichtige Merkmale. Damit ist die Größe der Pixelmatrix ein wichtiger Faktor bei der Wahl der Kamera.



Pausengespräche                                                   Der Literaturstand

2. Fachvortrag: E-S-A (Embedded-System-Access)Referent Martin Borowski, Göpel electronic GmbH)

Über das Thema des zweiten Fachvorrtrages E-S-A (Embedded-System-Access)  referiert Martin Borowski, Göpel electronic GmbH. Immer kleiner werdende Bauteile mit vielpoligen Anschlüssen, die auch am Boden der Bauteile zu finden sind ( BTC’s) und komplexe Baugruppen mit eingebetteten Bauteilen (Embedded Components) zwingen dazu entsprechende Prüfstrategien für die Qualitätskontrolle anzuwenden. Bisherige Testverfahren wie der In-Circuit-Test und der Funktionstest stoßen an ihre Grenzen, eine komplette Testabdeckung kann nicht erreicht werden.

Bereits im Jahre 1990 wurde dieses Problem von der Joint Test Action Group (JTAG) erkannt und der Standard, IEEE1149.1, aufgestellt. Das Verfahren (Boundary Scan) verlagert die Prüfung über Testpunkte auf die Prüfung mit einem BUS-System, welches sich über Bauteile auf die ganze Baugruppe erstrecken kann. Dabei wird auf den Boundary Scan-fähigen Bauteilen auf Testmode umgeschaltet, die Kernlogik ausgeschaltet und mit Hilfe eines Testclocks, Signaldaten durch die Bauelemente geschickt. Durch Messung dieser Daten am Ausgang der Bus-Leitung können eventuelle Fehler, Verbindungsfehler oder Kurzschluss, festgestellt und lokalisiert werden. Nicht alle Bauelemente auf der Baugruppe müssen dabei Boundary-Scan-fähig sein.Der Aufbau der Teststrecke auf der Baugruppe wird nicht durch den Testingenieur, sondern durch den Designer festgelegt. Die offene Erweiterbarkeit der IEEE1149.1-Struktur macht es möglich weitere Prüfstrategien  zu ergänzen und damit E-A-S zu verwirklichen.