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25 Jahre FED - Ein Rückblick

Neue Mitglieder

15.07.2014

Bericht und Vortragsfolien | Grundig Business Systems

Gastgeber des Regionalgruppentreffens war die Firma Grundig Business GmbH in Bayreuth.

Gegen 13 Uhr wurden die Teilnehmer und Referenten von Hr. Markus Biener willkommen geheißen.  An den Themen waren insgesamt 29 Teilnehmer interessiert.

Da auch an dieser Veranstaltung wieder Gäste und neue Mitglieder des Verbandes teilgenommen haben, wurde der FED als Verband vorgestellt.

In dieser Präsentation wurde zusätzlich auf folgende Themen eingegangen:

  • PCB Designertag in Würzburg
  • 22. FED Konferenz in Bamberg
    • Hochschultag
    • Agenda mit den Schwerpunktthemen
    • Mitgliederversammlung
    • Seminare
    • Ausstellung
    • PCB Design Award 2014
  • neues FED Forum

Als Dankeschön für die Gastgeberschaft wurden die gesammelten Werke der Bibliothek des Wissens überreicht. Hr. Dingler berichtete über das Neueste aus dem Verband und stellte die Neuerscheinungen der übersetzten IPC-Dokumente vor. Des Weiteren wurde auf das neue Schulungskonzept des Grundlagenkurses verwiesen. Der nächste Termin ist hier im Oktober 2014 angesetzt.

Anschließend wurde von Hr. Philipp Vogler die Firma Grundig Business Systems vorgestellt.

Die Grundig Business Systems GmbH (GBS) ist ein deutsches Unternehmen mit 130 Mitarbeitern an den Standorten Bayreuth und Nürnberg.

Die Historie wurde wie folgt beschrieben:
1954 brachte Grundig sein erstes Diktiergerät auf den Markt - die „Stenorette“. Drei Jahre später eröffnete Max Grundig in Bayreuth die, wie er sagt, „größte Tonbandgeräte-Fabrik der Welt“. In diesem Werk produziert Grundig Business Systems bis heute Diktiergeräte. Mitte der Sechziger stieg die Beschäftigtenzahl in Bayreuth auf 2.000 Mitarbeiter.

In den 70er-Jahren führte Grundig mit der Steno-Cassette 30 die erste Minicassette mit integrierter Bandanzeige ein und produzierte die Stenorette 2002, das erste stationäre Diktiersystem mit der Steno-Cassette K 30, und die Stenorette SL, ein mobiles Diktiersystem für das Büro und unterwegs. Beide Produkte wurden fast 20 Jahre produziert.

1983 wurde die Steno-Cassette 30 zur DIN-Norm (DIN 32750) erhoben.
Zu Beginn der 1990er-Jahre brachte GBS mit PC-Diktat 2000 das weltweit erste digitale Diktiersystem auf den Markt. Erstmals konnten Sprachinformationen digitalisiert auf der Festplatte des PCs abgespeichert werden. Im Laufe des Jahrzehnts wurde der DSS-Standard (Digital Speech Standard) als Gemeinschaftsprojekt der IVA (International Voice Association, bestehend aus Grundig, Olympus und Philips) von Grundig entwickelt und eingeführt.

Im Jahre 2001 wurden die Diktiergeräte-Aktivitäten aus der Grundig AG ausgegliedert und in eine eigene Gesellschaft überführt. Ein Jahr später kam das erste digitale Diktiergerät der Marke Digta auf den Markt. Grundig Business Systems GmbH wurde 2003 von der INDUC AG (heute INDUC GmbH) übernommen. Schließlich erschien 2004 die Stenorette digital Sd 4240, ein Schreibsystem, das analoge wie digitale Diktate verarbeitet. 2005 führte GBS den weltweit ersten RFID-Scanneraufsatz für Diktiergeräte am Markt ein. Das Digta 420 war 2007 das weltweit erste mobile Diktiergerät mit Farbdisplay. Es unterstützt den optimierten Sprachstandard DSSPro, der von Philips, Olympus und Grundig entwickelt wurde. 2008 stellte GBS das weltweit erste kabellose Diktiermikrofon für professionelle Anwender vor: das Digta CordEx. Für dieses Produkt erhielt GBS im März 2009 auf der CeBIT den Innovationspreis-IT 2009.

2011 brachte Grundig Business Systems mit der „Digta 7“-Reihe eine neue Generation an digitalen Diktiergeräten heraus. Diese besteht aus dem Digta 7 Premium BT, dem Digta 7 Premium, dem Digta 7 und dem Digta 7 Push. Das Digta 7 Premium BT ist dabei das weltweit erste Diktiergerät, mit dem Diktate per Bluetooth zum mobilen Versand an ein Smartphone übertragen werden können. Eine Neuheit für Diktiergeräte ist auch der Schiebeschalter mit „Touch Pin“, über den drei der vier Geräte verfügen. Dieser ermöglicht es, die Schiebeschalterposition zu erfühlen, denn der „Touch Pin“ tritt stets in der Stop-Stellung aus dem Schiebeschalter hervor.

Seit vielen Jahren ist Grundig Business Systems auch in der industriellen Auftragsfertigung (Electronic Manufacturing Services) in den Bereichen Elektronik und Mechatronik tätig. Das Spektrum reicht von der Bestückung in SMT (bis Bauform 01005), THT-Technologie (inklusive Handbestückung, Roboter- und Selektivlöten) bis hin zur Komplettfertigung von Produkten für die Branchen Automotive, Industrieelektronik, Unterhaltungselektronik, Bahntechnik, Kraftwerkstechnik und Medizintechnik.
Grundig Business Systems ist zertifiziert nach der DIN EN ISO 9001:2008, den strengeren Normen der Automobilindustrie (ISO/TS 16949:2009) sowie nach der internationalen Umweltmanagementnorm ISO 14001:2004.

Kurzvortrag: Projektmanagement bei EMS Projekten

Im Vortrag wurde das Thema „Auswahl des richtigen EMS Dienstleisters“ behandelt.

Neben den Anforderungen des Marktes, wurde auf das Spannungsverhältnis zwischen höchster Flexibilität und höchster Qualität verwiesen. Das EMS Partnerprinzip von Grundig Business Systems wurde erläutert und dessen Wichtigkeit für den Aufbau einer nachhaltigen Kundenbeziehung hervorgehoben.

Anschließend bestand die Möglichkeit die Produktion zu besichtigen.


Markus Biener          Philip Vogel               Michael Mügge                    Enrico Lusky
RG-Leiter                   Grundig Business   Viscom AG                            Göpel GmbH
                                     System

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: Vortagsfolien 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.


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

Über das Thema des zweiten Vertrages 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.


Quelle: Folienvortrag Göpel electronic GmbH, Martin Borowski

Beim Prozessor Emulations Test (PET) wird der Prozessor mit reiner Software-Technik zu einem intelligenten Testkontroller umgeschaltet, und ist für Prüfzwecke leicht zu programmieren. Dadurch ist es möglich interne Chip-Eigenschaften, wie Flash-Operationen, komplexe Bus-Interfaces und Ein- und Ausgänge zu überprüfen. Ferner kann auf den Systembus auf Baugruppenlevel zugegriffen werden um hier die Flash-Operatoren, die RAM’s und die Ein-und Ausgänge zu evaluieren. Es wird ein Registereingriff durchgeführt, der die Überprüfung der Flash-Operationen und der RAM-Operationen steuert.

Weiterhin wird mit Chip embedded Instrunments – FPGA Assisted Test die Möglichkeit durch Software-Einbindung, auf Chip-Level die Operationsbereiche zu überprüfen. Mit einem Instrument-Control-System wird ein Zugriff auf den Chip geschaffen, er es ermöglicht eine Selbstüberprüfung anzustoßen, Flash- und RAM-Operationen zu überprüfen, eine eventuelle Bitfehlerrate festzustellen und eine Frequenzmessung vorzunehmen.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten und Kombinationen mit anderen Testmethoden sind damit gegeben und gewährleisten eine hohe Testabdeckung bei der Prüfung von Baugruppen. So kann sich z. B. durch Kombination mit einem ICT die Überprüfung des analogen und der digitalen Bereiches ergänzen und dadurch eine hohe Testabdeckung erreicht werden.

Die Prüf- und Einstellnotwendigkeiten an einen typischen Digitalboard stellen sich wie folgt dar:

  • Voraussetzung für das Boundary Scan ist eine Versorgungspannung. Alle damit verbundenen Überprüfungen und Test können durchgeführt werden (Verbindungs- und Kurzschluss-Test).
  • Der Infrastruktur- Test überprüft über die IEEE1149.1-Schnittstelle die Boundary Scan-Architektur (z.B. JTAG-Scanpfade, Testbussignale).
  • Ein Verbindungstest im nächsten Schritt überprüft alle mit dem Boundary Scan verbundenen   Leiterbahnstrukturen, auch Pullup-Widerstände werden dabei erfasst. Alle Netze werden gegeneinander gemessen.
  • Der RAM-Test überprüft die Verbindungen zu den RAM-Bausteinen. Die Bausteine werden beschrieben und zurückgelesen
  • Bei der Flash-Programmierung und Test werden die Speicher mit Daten beschrieben und am Ende des Arbeitsganges verifiziert.
  • Darauf erfolgt die PLD / FPGA-Programmierung innerhalb des Systems. Mit dem Clustertest werden die Logikbereiche getestet. Damit ist der eigentliche Testvorgang beendet.
  • Zusätzliche Tests für Anzeigebausteine, Taktgeneratoren, usw. und ein Schnittstellentest durch Zusatzmodule runden die Überprüfung einer Digital-Baugruppe ab.

Das Softwaresystem CASCON (Computer Aided Scan-based Observation and Nodecontrol) integriert alle Technologien für die vorstehend genannten Prüfungen, den Boundary Scan Test, den Prozessor-Test, die Programmierung von Flash, PLD und FPGA, externe und integrierte Messungen und letztendlich das Finden der Fehler und deren Anzeige auf einer Plattform.

Der heute notwendige Weg zum Test ist die automatische Testgenerierung. Spezielle Prozesskenntnisse sind nicht notwendig, Bauteilmodelle und vorhandene CAD-Daten werden als Grundlage verwendet. Damit ergeben sich die Vorteile für E-S-A,

  • eine hohe Testabdeckung,
  • eine schnelle Testprogramm-Erstellung,
  • damit Zeit und Kostenersparnis,
  • eine flexible Anwendung in allen Stufen der Produktentwicklung.

Zum Ende der Veranstaltung, gegen 17.30 Uhr, wurden die Teilnehmer verabschiedet.
Gedankt wurde den Gastgebern; Hr. Vogler für die Präsentation und Fr. Hofmann für die gute Organisation.

Die nächste Sitzung der RG Nürnberg ist in der Kalenderwoche 43/2014 geplant.
Folgende Themen sind aktuell geplant:

  • Designregeln für Rigid-Flex-Boards
  • das IPC Regelwerk im Überblick

An diesen Termin ist auch die Neuwahl der Regionalgruppenvorsitzenden geplant.
Der Tagungsort bzw. die genaue Agenda werden frühzeitig auf der Homepage veröffentlicht.

Neue Themenvorschläge, Veranstaltungsorte sowie Anregungen für die nächsten Sitzungen
werden gerne aufgenommen.

Markus Biener,
Regionalgruppenleiter Nürnberg


Quellen:

AOI und AXI-Systeme, deren Unterschiede und die Vor- und Nachteile bei der Anwendung | Michael Mügge, Viscom AG

E-S-A (Embedded-System-Access) | Martin Borowski, Göpel electronic GmbH

Kurzvortrag: Projektmanagement bei EMS Projekten | Grundig Business Systems

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Christopher Reuss
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Klaus Dingler

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