Paradigmenwechsel: Von der Fehlererkennung zur Prozesssteuerung

Wer heute eine moderne SMT-Fertigung betritt, sieht auf den allerersten Blick wenig Neues. Drucker, Bestückautomaten und Inspektionssysteme stehen dort, wo sie seit Jahren stehen. Der eigentliche Wandel ist weniger sichtbar und gerade deshalb so bedeutend. Er vollzieht sich hinter den Kulissen – dort, wo aus einzelnen Prozessschritten ein durchgängiger und intelligent gesteuerter Fertigungsprozess wird. - Bernhard Fritz, Head of Global Marketing, ASMPT SMT Solutions

Lange Zeit bildete die Endkontrolle den Schwerpunkt der Qualitätssicherung. Dabei wurden Fehler erkannt, analysiert und anschließend behoben. Dieses Prinzip stößt jedoch zunehmend an seine Grenzen. Moderne KI-Server, High-Performance-Computing-Systeme oder sicherheitskritische Elektronik wie zum Beispiel für die Automobilindustrie kombinieren großformatige Leiterplatten und Ball Grid Arrays (BGAs) mit Tausenden unterschiedlicher, teils hochminiaturisierter Bauelemente in verschiedenen Winkellagen. Dabei können schon kleinste Prozessabweichungen Nacharbeit erforderlich machen oder im schlimmsten Fall zum Ausschuss einer kompletten Leiterplatte führen.

Während die Materialwerte und Fertigungskosten erheblich steigen, sehen sich Elektronikfertiger einem wachsenden Wettbewerbsdruck ausgesetzt. Maximale Produktivität und Auslastung müssen mit höchster Prozesssicherheit Hand in Hand gehen. Was früher häufig als Zielkonflikt galt, entwickelt sich heute zu einer gemein samen Aufgabe.

Genau dieser Perspektivwechsel verändert moderne SMT-Linien. Statt Fehler erst nach ihrer Entstehung zu erkennen, überwachen Maschinen, Sensoren und Software im geschlossenen Regelkreis den Fertigungsprozess kontinuierlich. Prozessdaten werden in Echtzeit ausgewertet, Abweichungen früh erkannt und – nach Möglichkeit – umgehend und automatisch korrigiert.

Der Grundstein wird beim Lotpastendruck gelegt
Viele Qualitätsprobleme haben ihren Ursprung bereits im ersten Prozessschritt. Schwankungen beim Lotpastenvolumen, kleinste Positionsabweichungen des Lotpastendepots oder instabile Druckparameter können die Qualität der gesamten Leiterplatte beeinträchtigen und später unter anderem zu Lötbrücken und offenen Lötstellen oder Head-in-Pillow-Fehlern bei BGAs führen.

Moderne Druckplattformen wie der DEK TQ überwachen deshalb kontinuierlich alle qualitätsrelevanten Prozessparameter und sorgen auch in High-Mix-Fertigungsumgebungen für eine hohe Prozessstabilität. Mit einer Ausrichtungsgenauigkeit von ±12,5 µm bei 2 cmk und einer Nassdruckgenauigkeit von ±17 µm bei 2 cpk schafft die Plattform die Grundlage für höchste Druckqualität. Zahlreiche Automatisierungsfunktionen für den Smart Pin Support, die Reinigung der Schablonenunterseiten, den Lotpastentransfer oder den Schablonen- und Rakelwechsel reduzieren manuelle Eingriffe und damit auch potenzielle Fehlerquellen.

In Kombination mit dem SPI-System Process Lens und der Applikation WORKS Optimization von ASMPT werden Druck- und Inspektionsdaten in einem geschlossenen Regelkreis kontinuierlich miteinander abgeglichen und Druckparameterkorrekturen automatisch durchgeführt, bevor sie sich auf die Qualität der Leiterplatte auswirken können.