Future Packaging Line 2024

In 2024 stellen sich die Aussteller der Frage, wie man durch die weitgreifende Automatisierung und Digitalisierung die einzelnen Prozessschritte derart gestalten kann, dass ein Maximum an Robustheit gegen Fehler in den Abläufen erreicht wird. Ein wichtiger Aspekt ist dabei für die Linienbediener in der Praxis der gesamte Materialfluss.

‚Smart Material Flow', die autonome Materialflusslösung von Neotel Technology, bietet z. B. eine umfassende durchgängige Verwaltung der Materialien. Sie deckt die einzelnen Materialflüsse einschließlich Materialeingang, Bestückung, Nachschub, Lagerung und Auslagerung ab. Beim Materialeingang unterstützt das NeoScan-Modul bei der Materialerkennung und UID-Generierung sowie beim Erstellen und Drucken von Etiketten. Darüber hinaus kann der innerbetriebliche Materialtransport durch das Arbeitsauftragsplanungssystem und den Einsatz von AGVs weiter optimiert werden. Für die Lagerung und Entnahme stehen eine Vielzahl von Lösungen zur Verfügung: Das manuell bediente Pick-to-Light-Regal hilft dem Werker bei der kontrollierten Entnahme und Einlagerung und vermeidet somit Fehler. Die SMD BOX-Serie hilft, die Lagerung und Entnahme von Material zu automatisieren, unabhängig davon, ob es sich um Rollen, Trays oder Feuchtigkeitsbeutel (MSD) handelt. Die SMD BOX MIMO / DUO ist ein kompaktes Tower-Lagersystem für bis zu 2.500 Reels und kann SMT-Rollenmaterial im Batch-Verfahren lagern und auslagern. Dazu wird ein AGV oder Trolley mit bis zu 40 Reels in die Ladeöffnung der Anlage eingefahren. Ein Kamerasystem liest anschließend Materialinformationen aus und aktualisiert die Bestandsinformationen in Echtzeit. Der Roboterarm bringt die so registrierten Materialien an das zugewiesene Lagerfach. Für die Materialentnahme wird lediglich die Rollen-ID oder Teilenummer benötigt. Mit Material- oder Auftragslisten kann auch ein kompletter Batch ausgewählt werden. Die SMD BOX entlädt die benötigten Rollen zur richtigen Zeit. Der gesamte Vorgang ist automatisiert und mit Hilfe der SMF-Software sogar autonom. Somit können beliebig viele SMD-Boxen zu einem flexiblen Lager beliebiger Größe kombiniert werden. Für große Lagerkapazitäten eignet sich auch die SMD BOX XLR, die bis zu 14.400 Rollen lagern kann. Zum Nachrüsten der Bestückautomaten ist die SMD BOX Inline ein geeignetes Zwischenlager. Mit integriertem Transfer kann sie platzsparend in die Linie integriert werden.

Traceability in der Linie

Für die Traceability der Leiterplatten in der Linie sorgt die Etikettierung durch einen A8500 Flexcell Etiketten-Druckapplikator der Firma Brady. Mehrere eindeutige Etiketten können in dieser Zelle mit einer Geschwindigkeit von 3 Sekunden pro Etikett gedruckt werde. Die Genauigkeit der Applizierung auf der Leiterplatte beträgt +/- 100µm.

Für rund 60% der Fehler in der Produktion ist immer noch der Bereich Pastendruck und Paste verantwortlich. Wie diese erheblich minimiert werden können, zeigen wir durch das Zusammenspiel des SERIO 5000 Drucksystem von EKRA und der Lotpasten von Solder Chemistry. Solder Chemistry hat für ihre Kunden in 2024 eine App entwickelt, die bei der Fehlerbehebung hilft und auch direkt mit Fehlerbildern konfrontiert werden kann. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist natürlich die Bestückung. In der Smart Factory von FUJI ist Automatisierung zur Befreiung von manuellen Bedienaufgaben sowie zur Vereinfachung und Beschleunigung von Prozessen das übergeordnete Ziel. Dies trägt auch zur Flexibilisierung der SMT-Fertigung bei. Diese Aufgabenstellungen unterstützen die neuen RH-Bestückungsköpfe, die FUJI auf der Messe vorstellt. Hierbei kann die Überfahrhöhe der Bestückungsköpfe mit Hilfe einer so genannten Sub-Z-Achse angepasst werden. Mit Hilfe des Kontaktsensors am Kopf wird geprüft, ob das Teil die Leiterkarte berührt hat. Die neuen RH-Bestückungsköpfe passen zu der R-Maschinenreihe (NXTR-A/-S sowie AIMEXR). Durch die Kombination eines neu entwickelten 2RV-Moduls mit RH28-Köpfen, W08t-Zuführungen und MFU-63-Zuführungswagen liefert die NXTR einen Durchsatz von 120.000 Bt/h (auf 795mm Modullänge) – dies ist eine Verbesserung von 39 % im Vergleich zum Bestückungsautomaten NXT III.

Für den Bereich Underfill von Bauelementen ist Nordson Asymtek mit der Vantage-Flüssigkeitsdosierplattform mit IntelliJet-Spritzsystem für den Underfillauftrag zuständig, die für High-End-Halbleiterverpackungen und Mikroelektronikmontage entwickelt wurde. Das schnelle und präzise Vantage-System kann, wenn es mit zwei IntelliJet-Ventilen konfiguriert ist, in Lücken von weniger als 200 µm und bis zu 90.000 Punkte pro Stunde applizieren.

Die Anforderungen der modernen Fertigung

Engmatec Testhandler ETH im Einsatz

Natürlich müssen die gefertigten Baugruppen auch getestet werden. Die Prüfung von Leiterplatten in der Halbleiterindustrie erfordert präzise Prüfzellen, die eine zuverlässige Durchführung verschiedener Tests ermöglichen. Der Engmatec Testhandler ETH bietet dafür eine leistungsstarke und hochflexible Lösung. Die robuste und universelle Prüfzelle wurde speziell für In-Circuit-, Funktions- und Endtests sowie das Programmieren von Controllern (Flashing) in der Halbleiterindustrie entwickelt und bietet eine Vielzahl von Merkmalen und Optionen, die den Anforderungen der modernen Fertigung gerecht werden. Die Testhandler sind als Stand-alone-Anlagen oder integriert in Montage- und Testlinien einsetzbar und werden über Schnittstellen an übergeordnete Datensysteme wie MES oder ITAC angebunden. Darüber hinaus bietet die Engmatec-Prüfzelle ETH maximale Flexibilität durch nachträgliches Aufrüsten und Anpassen an neue Anforderungen. Kurze Rüstzeiten, automatischer Wechselsatzeinzug und Verriegelung sowie Kompatibilität zu allen gängigen Testsystemen machen sie zu einer starken Lösung für die moderne Elektronikfertigung. Die Kontaktierung, Abtastung, Bestätigung, Auslesung und Programmierung erfolgt über Wechseladapter. Bei der Prüfung werden die Leiterplatten oder elektronischen Produkte kontaktiert, damit die Messsignale an ein angeschlossenes Testsystem übermittelt werden können. Um flexibel unterschiedliche Prüflinge auf derselben Anlage testen zu können, wird ein austauschbarer, produktbezogener Kontaktieradapter (Wechselsatz) eingesetzt. Dieser kann in sehr kurzer Zeit ausgetauscht und damit die Maschine einfach und schnell umgerüstet werden. Der Wechselsatz des Testhandlers von Engmatec bietet eine Vielzahl von Schnittstellenblöcken und ermöglicht eine maximale Kontaktierkraft von 6.000 N. Verfügbar sind Schnittstellen von Pylon, ODU, VPC und Mischformen bis hin zu kundenspezifischen Schnittstellen.

Ulf Oestermann, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM); Bild: Fraunhofer IZMNatürlich stellen die hier genannten Maschinen und Geräte nur einen ganz kleinen Ausschnitt des gesamten Portfolios der ‚Future Packaging'-Linie dar. Die gesamte Linie und ihre 18 Partner haben noch sehr viel mehr zu bieten. Ein Besuch lohnt sich also für jeden Besucher der SMTconnect. Wir sehen uns auf der SMTconnect in der Halle 4, Stand 305. Die Linienführungen finden täglich um 10, 13 und 15 Uhr statt! Wir freuen uns auf eine interessante Messe und darauf, viele neue und alte Gesichter auf unserem Stand begrüßen zu dürfen.