SMT & Hybrid nutzt Prüftechnik von GÖPEL electronic zur Qualitätssicherung Die seit der Firmengründung 1990 positive Firmengeschichte der SMT & Hybrid GmbH ist der überzeugende Beweis dafür, dass Ideenreichtum und engagiertes Arbeiten einer deutschen EMS-Firma auch in einem stark umkämpften Markt Erfolg generieren. Ansässig in Dresden, starteten 12 ehemalige Robotron-Mitarbeiter die Auftragsfertigung von Flachbaugruppen an Einzelarbeitsplätzen. Im Jahr 2000 wurde die erste SMD-Linie in Betrieb genommen damals schon mit 70 Mitarbeitern. Nach der Auszeichnung als Auftragsfertiger der Jahres 2004 wuchs das Unternehmen kontinuierlich weiter und beschäftigt heute über 120 Mitarbeiter an drei Fertigungslinien, welche 5 Tage die Woche im 3-Schicht-Betrieb SMD- und THT- Bauteile auf Baugruppen verschiedenster Losgrößen bestücken. Bild 1: Firmengebäude SMT & Hybrid Diese Losgrößen variieren zwischen 1-5 Muster bis hin zu einem Volumen von 100.000 Baugruppen per anno. Für die Industrie-PC-Herstellung beispielsweise werden hauptsächlich High-Mix/Low-Volume Baugruppen mit hoher Komplexität hergestellt. Daraus ergeben sich enorm hohe Anforderungen an das Qualitätsmanagement. Doch wie wird diese hohe Qualität sichergestellt? Bis zum Jahr 1996 vertrauten die Testingenieure bei SMT & Hybrid auf Funktionstestsysteme. Ab 1997 wurden umfangreiche elektrische Tests (In-Circuit-Test und Flying Probe Test) sowie die manuelle visuelle Inspektionen durchgeführt. Diese Prüfstrategie wurde im Jahr 2001 durch die Inbetriebnahme des ersten Systems zur Automatischen Optischen Inspektion (AOI) ergänzt. Das System wurde offline als Insel-Lösung betrieben. Ein wichtiger Grund für den Kauf des AOI-Systems waren Losgrößen, die manuell nicht mehr beherrschbar waren.
Als 2003 der Einstieg in die Fertigung von bestückten Leiterplatten für den Automotive- Sektor erfolgte, wurden auch die Volumen immer größer. Daraus resultierte die Notwendigkeit eines Inline AOI-Systems. Im Jahr 2004 wurde ein OptiCon SpeedLine von GÖPEL electronic angeschafft. Den Kontakt zum Jenaer Unternehmen hatte SMT & Hybrid schon einige Zeit. Doch bevor man sich für ein System aus Thüringen entschied wurden auch zwei weitere AOI-Anbieter kontaktiert. Man entwickelte eigens für das anstehende Auswahlverfahren spezielle Testbaugruppen, auf denen typischen Fertigungsfehler simuliert wurden und ließ diese jeweils inspizieren. Das Ergebnis sprach am Ende für GÖPEL electronic, denn auch wenn alle Systeme qualitativ auf einem Level waren, so sprachen das Preis-Leistungs-Verhältnis sowie die räumliche Nähe für den Jenaer Mess- und Prüftechnik-Spezialisten. Im Zwei-Jahres-Rhythmus wurden dann zwei weitere AOI-Systeme des Typs OptiCon AdvancedLine von GÖPEL electronic erworben. Heute steht ein OptiCon AdvancedLine 4M in der Automotive-Linie direkt nach dem Reflow-Ofen. Es untersucht Baugruppen je nach Anforderung entweder telezentrisch oder mit Schrägblick. Dabei werden Anwesenheitskontrollen, Lötstelleninspektionen, x-y Abstandsmessungen, Schrifterkennungen oder Polaritätsprüfungen durchgeführt. Es werden Baugruppen bis hin zu Abmessungen von 450 x 450mm inspiziert. Ein ganz besonderes Bonbon ist die Inspektion von Leuchtdioden. Diese LEDs werden auch für den Automotive-Bereich verbaut und müssen alle mit genau definierter Helligkeit leuchten. Durch entsprechende Modifikationen des OptiCon AdvancedLine 4M kann diese Helligkeitsmessung vom AOI-System durchgeführt werden. Mittels intelligentem Messprinzips ist es dabei gelungen, die Umgebungstemperatur der LEDs, die einen starken Einfluss auf die Helligkeit hat, zu kompensieren. Weiterhin wird von diesem AOI-System mit integrierter Helligkeitsmessung auch die Prüfkennzeichnung vorgenommen. Dabei erhält jede PASSgeprüfte BG via Ink-Jet-Verfahren eine Farbmarkierung. Geringfügige Schwankungen der LED-Helligkeit werden am AOI sofort angezeigt und somit wird die durchgängige Qualität der Baugruppen sichergestellt. Um die Nachverfolgbarkeit der Prüfergebnisse zu gewährleisten erhält jede Baugruppe eine Referenznummer, welche in einer Datenbank hinterlegt und gespeichert werden. Falls bestimmte Messwerte später noch einmal beurteilt werden müssen, kann der Prüftechniker leicht auf diese zurückgreifen.
Bild 2: Helligkeitsprüfung von LEDs Generell ist man mit der Bedienung der OptiCon-Systeme sehr zufrieden. Thomas Schönfeld, Leiter Technologie bei SMT & HYBRID, freut sich über die sehr einfache Prüfprogrammerstellung. Nicht zuletzt aus diesem Grund könne es man sich leisten, aktuell acht Mitarbeiter mit der Programmierung der AOI-Systeme von GÖPEL electronic zu betrauen. Dies gewährleistet eine hohe Flexibilität bei der Prüfprogrammerstellung über alle 3-Schichten hinweg, so Schönfeld. Bild 3: Thomas Schönfeld vor einem OptiCon AdvancedLine 4M
Ab 2007/2008 beschäftigte sich SMT & Hybrid mit einer weiteren elektrischen Testtechnologie: Boundary Scan. JTAG/Boundary Scan (Standard IEEE 1149.x) ist das wohl genialste Testverfahren, das ähnlich dem In-Circuit-Test in der Schaltung testet, den Fehlerort aufspürt, Tausende von Testpunkten auch unter BGAs setzt und dazu lediglich vier Leitungen benötigt. Boundary Scan bedeutet soviel wie Testen in der Peripherie (at boundaries) eines Schaltkreises. Ein Kunde von SMT & Hybrid bestand darauf, dass das Verfahren sowohl in der Entwicklung als auch in der Serienprüfung angewendet werden sollte. Da die Techniker in Dresden aber mit Boundary Scan keinerlei Erfahrungen hatten, kontaktierte man wiederum die GÖPEL electronic GmbH, welche als einer der führenden Anbieter weltweit gilt. Die Jenaer Firma nahm sich der Sache an und fungiert heute größtenteils als Dienstleister für spezifische Prüfund Programmieraufgaben, beispielsweise bei der Erstellung von Prüfprogrammen. Es geschieht häufig, dass ein Kunde Schematics seiner selbst entwickelten Boards schickt, auf denen teilweise schon kaum noch Testpunkte vorgesehen sind. Bei der Erstellung von Boundary Scan Tests arbeiten SMT & Hybrid und GÖPEL electronic eng zusammen. Gerade bei hochkomplexen Baugruppen gibt es keine elektrische Testalternative zu Boundary Scan. Dies wissen die Entwickler am Rande der sächsischen Landeshauptstadt sehr gut und arbeiten nach dem Design for Testability -Prinzip, d.h. sie planen spätere Testmöglichkeiten schon beim Design der jeweiligen Baugruppe mit ein und Boundary Scan wird in dieser Hinsicht immer wichtiger. Bild 4: Reparaturarbeitsplatz SMT & Hybrid verfolgt eine gewisse Markentreue, was den Anbieter seiner optischen und elektrischen Testinstrumente betrifft. Das Personal ist auf die Bedienung der jeweiligen Systeme geschult warum sollten wir dann den Anbieter wechseln, sagt Schönfeld. Er lobt
den Support, die Mitarbeiter-Schulungen und technologischen Weiterentwicklungen seitens GÖPEL electronic. Sie sind immer nah am Kunden und bieten spezifische Hilfe bei speziellen Anforderungen. Lutz Kuschel, Prokurist bei SMT & Hybrid, stellt fest, dass Elektronik in Zukunft weiterhin an Bedeutung und Komplexität zunehmen wird. Und die Funktion dieser Elektronik gilt es für jetzt und später sicherzustellen. Gut, wenn man sich dabei auf einen Partner verlassen kann, der mehrere Testtechnologien aus einer Hand liefert. Ob optische Inspektion oder elektrischer Test für SMT & Hybrid ist GÖPEL electronic mit seinen umfangreichen Lösungen und Dienstleistungen nicht mehr wegzudenken.