Sajonia, y Dresde en particular, es uno de los centros líderes de la industria de semiconductores y la tecnología de dispositivos electrónicos. El Grupo de Trabajo de Sajonia para la Tecnología Electrónica (SAET) se esfuerza por lograr una cooperación abierta para los expertos técnicos en embalaje electrónico y tecnología de interconexión mediante reuniones periódicas de acuerdo con las prioridades de trabajo de la Sociedad VDI/VDE para la Ingeniería de Micro y Precisión.
La 81ª reunión de la SAET se organizó en el contexto especializado de "dresden elektronik ingenieurtechnik", un proveedor de servicios en el sector de la electrónica. La larga relación entre SAET y esta empresa se remonta a 2015, cuando se organizó una visita para celebrar el 25 aniversario de la empresa. En la actualidad, 'dresden elektronik' emplea a 110 personas que contribuyen activamente al desarrollo y la innovación en el sector de la electrónica. Desde 1990, dresden elektronik opera en el mercado como socio para el desarrollo de productos electrónicos complejos y la producción en serie.
Las áreas de negocio de "dresden elektronik
La empresa de Dresde se divide en tres áreas de negocio: La división E2MS (Electronic/Engineering/Manufacturing/Service) constituye la base sólida y se centra en el desarrollo y la producción por contrato. La empresa acompaña a sus clientes desde la idea hasta la producción en serie y ofrece apoyo tanto en subáreas como para pedidos completos, desde el desarrollo de prototipos hasta la producción en serie.
Daniela Geißler presentó la gestión del taller desde el pedido del cliente hasta la orden de producción, la gestión de materiales con cadenas de suministro y almacenamiento, así como las herramientas de planificación del taller y la producción. Habló de cómo la empresa mantiene una visión general de los talleres en marcha a pesar de las posibles interrupciones y de la diversidad de productos, y describió la gestión de cambios (desde los KPI hasta las "acciones correctivas") en la producción. La interacción directa entre los departamentos de desarrollo y producción permite una personalización rápida y flexible de los productos. Los clientes se benefician de un plazo de comercialización considerablemente más corto y de productos comercializables de alta calidad.
La empresa presenta una amplia gama de soluciones personalizadas en el sector de la radio. Destacan las soluciones específicas para clientes especializadas en el estándar de radio de baja potencia IEEE 802.15.4 para redes de sensores inalámbricos con ZigBee bajo la consolidada marca Phoscon. En general, la marca Phoscon representa soluciones innovadoras en el campo de la iluminación inteligente y el control de edificios, con dresden elektronik desarrollando la electrónica y la tecnología subyacentes. Estos productos permiten a los usuarios conectar en red y controlar a la perfección sus dispositivos domésticos inteligentes. La división "dresden elektronik Verkehrstechnik" está especializada en el desarrollo de productos innovadores en el campo de los sistemas de visualización y control del tráfico. Su experiencia abarca todas las fases del ciclo de vida del producto. Los sistemas de control (sistemas DFI) para la gestión del tráfico abarcan desde instalaciones para peatones y pequeños cruces hasta complejos cruces de tráfico y sistemas de visualización de horarios con pantallas de papel electrónico. Estos sistemas ya se utilizan en varias ciudades de Alemania, Austria y Suiza.
Inauguración de la reunión por el profesor Reinhard Bauer (HTW Dresde y Presidente de SAET) (izq.), Stefan Kempe y Daniela Geisler ('dresden elektronik')
Parada de transporte público con sistema de información DFI y pantalla electrónica de horarios "deZign".
Los participantes escuchan atentamente las presentaciones de los ponentes
Tecnología y automatización de pruebas
Dos AOI, la amplia tecnología de ensayos y pruebas, el laboratorio de ensayos de tipo y una inspección visual exhaustiva garantizan la calidad en la producciónStefanKempe, responsable de diseño de procesos en la empresa, habló sobre el tema central y de gran complejidad de los procesos de ensayo y la precisión de las pruebas en "dresden elektronik". Destacó que, con un gran número de procesos de prueba, es posible alcanzar un alto nivel de cobertura de las pruebas, un requisito previo para una producción sin tensiones, fiable y reproducible.
En 2002, la empresa introdujo la autoinspección de los trabajadores para los acabados SMD y THT (100%, para el montaje Siplace en muestras aleatorias) y creó un departamento independiente de control de calidad. Más tarde, se introdujeron el control de puesta a punto y un procedimiento de aceptación (principio de control dual) en la línea Siplace. Las soluciones organizativas para las plantillas y las pastas de soldadura ayudaron a eliminar los problemas masivos de soldadura que se producían. Con la introducción del lacado selectivo en 2012, se hizo necesario el lacado de aprobación del proceso y el lacado de control de puesta a punto.
Hay dos sistemas AOI, sistemas para pruebas en circuito, de sonda volante, de escaneo de límites y de función, pruebas automáticas de producción para productos ZigBee, para los sectores fotovoltaico, de automoción y de telecomunicaciones. Se desarrollan adaptaciones personalizadas.
En 2021 se introdujo la producción sin papeles con terminales PDA en cada puesto de trabajo. Se concede gran importancia a la producción transparente, el registro de los resultados de las pruebas, la trazabilidad y la retroalimentación de los empleados de producción. El último logro es el acceso en línea para los clientes, que visualiza el estado actual del pedido de un cliente en producción.
El año pasado se lograron tasas de error bajas y altos rendimientos en la primera pasada del 99,7% en producción, el 98,8% en pruebas Q y el 99,92% en pruebas funcionales de conjuntos específicos. Para lograr estos resultados son esenciales el apoyo de la dirección, el control de los procesos mediante medidas organizativas y de personal, unas normas contractuales claras para los procedimientos de ensayo, el anclaje en la tecnología de montaje, una preparación detallada del trabajo, la retroalimentación y, sobre todo, empleados cualificados con conocimientos fiables y listos para la aplicación y disciplina tecnológica. También son esenciales un servicio de modificaciones practicable y una evaluación coherente de las solicitudes de devolución de los clientes.
Gestión de la producción
La superficie para la producción manual no se ha reducido con respecto a 2015Losparticipantes en la reunión pudieron ver por sí mismos las instalaciones de producción electrónica, muy bien equipadas, durante la visita a la planta, al igual que en la visita de 2015. Los nuevos equipos han hecho que la nave de producción sea muy estrecha. Aunque la interconexión de las líneas de producción y la automatización son limitadas, esto no supone una desventaja en términos de diversidad de productos y tamaños de lote.
También se lleva a cabo la impresión de pasta de soldadura y adhesivo para las tecnologías SMD y THT o pin-in-hole, tanto en pequeñas como en grandes series. Al mismo tiempo, se utilizan tecnologías de conexión generales como el remachado y el procesamiento de conectores a presión. Se expusieron equipos para soldadura por ola, soldadura por reflujo por convección, soldadura selectiva automática y, por supuesto, las posibilidades de soldadura manual, IC y BGA/QFN, así como estaciones de trabajo de reparación.
Los componentes THT se montan manualmente. Otra característica de la empresa es su propia planta de producción mecánica de alto rendimiento, que también presta servicio al sector de la construcción de dispositivos. Los dispositivos pequeños y los armarios de control con unidades enchufables de 19″ se fabrican en la propia empresa, así como la producción de cables y el cableado. Se demostraron las instalaciones de revestimientos protectores, pasivación y encapsulado de pintura para una mayor calidad y durabilidad de los ensamblajes. Al autor le llamó la atención que los empleados de montaje recibieran formación para todos los sistemas y procesos, por lo que pueden ser desplegados cuando sea necesario. De este modo se evitan los tiempos de inactividad del personal y se estabiliza el proceso de producción.
Producción de chips en la sala blanca
Módulo de cámara con óptica montada de First SensorOtraempresa con sede en Dresde que fabrica conjuntos electrónicos es "First Sensor, NL Dresden-Klotsche" (FSP), que los miembros del grupo de trabajo conocen desde hace muchos años de diversas visitas como "Microelektronik Packaging Dresden" (MPD). En 2005, esta empresa se afilió a "First Sensor" y es un conocido fabricante europeo de sensores. Dirk Ensminger, responsable de tecnología y sistemas de sensores de FSP, informó sobre la fusión de FSP con la empresa estadounidense TE Connectivity Corporation, proveedora de soluciones de conectividad y sensores. Como resultado de la fusión, FSP puede atender ahora a clientes de 140 países.
FSP cuenta con muchos años de experiencia y amplios conocimientos en el desarrollo y la fabricación de microsistemas electrónicos para componentes hasta microsistemas como complejos módulos multichip para la miniaturización específica del cliente de sensores optoelectrónicos y basados en MEMS.
Los chips semiconductores se procesan mediante los más modernos procesos automatizados de ensamblaje y tecnología de interconexión (AVT). La experiencia incluye soluciones chip-on-board, tecnologías muy desarrolladas de ensamblaje y embalaje, materiales a medida y técnicas de conexión. La empresa es especialmente experta en el procesamiento de sensores ópticos, el montaje de chips de gran tamaño (> 10 x 10 cm2) y el procesamiento de chips con tecnologías TSV. Además de muestras y pequeñas series, se producen cantidades millonarias.
Dirk Ensminger supervisa la aplicación de los requisitos de los clientes en los procesos de productos nuevos y actuales y presentó las principales tecnologías utilizadas, desde el corte de obleas (de hasta 300 mm) y la limpieza, las inspecciones de entrada y salida, el montaje SMD, la unión de chips y cables, el embalaje y la encapsulación hasta la inspección óptica y las pruebas eléctricas. Por ejemplo, los chips se montan en carcasas cerámicas, se cubren con tapas de cristal, vidrio filtrante o sistemas de lentes o, en un proceso COB, se pegan a placas de circuitos impresos. El montaje debe realizarse con la máxima precisión y una gestión térmica optimizada. Los requisitos de fiabilidad en términos de vida útil, probada con ciclos de temperatura y almacenamiento, son esenciales.
Los productos clave de FSP son los módulos de cámara con sensores de imagen para imágenes de barrido lineal, área o ToF, o las placas correspondientes. El procesamiento de estos sensores de imagen requiere salas blancas adaptadas a las distintas aplicaciones, a excepción del aserrado de obleas y el procesamiento mecánico, así como los procesos de prueba. Por ello, la empresa ha creado una zona de salas blancas de 2.700 m2, dividida en zonas de clase ISO 8 a 5 de diferentes tamaños. Dirk Ensminger explicó algunas de las aplicaciones de la empresa, como el "REAL3 3D" y otros sensores de imagen BGA. Estos sensores se utilizan, por ejemplo, en sistemas de asistencia al conductor.
Vista de la producción de FSP en la sala blanca con zonas parciales de la sala blanca
Reciclaje de residuos que contienen estaño y metales preciosos
Los residuos de la producción electrónica siempre han sido críticos porque están contaminados con sustancias nocivas y materiales de alta calidad. Por ello, Dan Mutschler, de MTM Ruhrzinn Essen, explicó sus ideas sobre el reciclaje de residuos que contienen estaño y metales preciosos. Comenzó con las siguientes palabras: "¡Imagínense que estamos sentados sobre materias primas sostenibles y nadie las utiliza!" y mencionó una encuesta realizada a los visitantes de 'SMT Connect 2022' sobre el reciclaje del estaño. Se preguntó a los encuestados sobre sus reservas acerca de si la soldadura reciclada es de la misma calidad que la nueva, si utilizarían estaño reciclado de la misma calidad y si estarían dispuestos a pagar más por él. El 59 % no tenía opinión al respecto, el 33 % tenía reservas y sólo el 8 % de los encuestados manifestó interés. De éstos, sólo una pequeña proporción estaba dispuesta a pagar un precio más alto.
Dan Mutschler describió cómo se puede producir soldadura de alta calidad a partir de soldadura usada, escoria y cenizas, residuos de pasta de soldadura y clavijas de contacto. El balance ecológico es muy bueno (< 1% de energía, 1% deCO2), para el oro, el cobre, el plomo y la plata el balance ecológico es igualmente bueno, a veces mejor. También existen nuevos métodos de procesamiento, por ejemplo para la separación química en lugar del tratamiento térmico habitual para las pastas de soldadura. El valor añadido para los fabricantes de electrónica es la sostenibilidad certificada y la optimización de la producción electrónica, así como la gestión de residuos conforme a la ley.
Oliver Albrecht informó sobre un nuevo método de ensayo no destructivo
Termografía de contacto: un método de ensayo no destructivo para conexiones sinterizadas
Tras la presentación de Steffan Kempe, Oliver Albrecht, del Centro de Producción Microtécnica de la Universidad Técnica de Dresde, describió un nuevo método para inspeccionar conexiones sinterizadas y soldadas para el ensamblaje de chips en electrónica de potencia. La radiografía de rayos X y, hasta cierto punto, la inspección ultrasónica son métodos de ensayo no destructivos (END) adecuados para la producción en serie de matrices soldadas. Sin embargo, actualmente no existe ningún END adecuado para la producción en serie de conexiones sinterizadas. La termografía por radiación no es adecuada. El proyecto BMWi ZIM optó por la termografía de contacto y desarrolló un calentador de inspección a medida consistente en un sensor de calentamiento incrustado en un sello de contacto y dispuesto en un banco de pruebas automatizado. Esto permite una medición temporal y térmicamente resuelta del proceso de disipación de calor tras la excitación térmica por calentamiento (medición del flujo de calor). Se desarrolló un algoritmo para la evaluación rápida de la transferencia de calor. Oliver Albrecht presentó la cuarta generación de calentadores de inspección y describió los prometedores resultados iniciales. En esta 81ª reunión del grupo de trabajo, los participantes pudieron seguir interesantes presentaciones. Este programa y una visita muy interesante a las instalaciones de producción de "dresden elektronik" estimularon una vez más intensos debates técnicos. Muchas gracias a los compañeros de "dresden elektronik" que hicieron posible esta reunión en su empresa y la organizaron de forma excelente.
Para más información
Grupo de Trabajo de Tecnología Electrónica de Sajonia: avt.et.tu-dresden.de/saet/Arbeitskreis/
dresden elektronik ingenieurtechnik': www.dresden-elektronik.de
