Mit ‚E-Sprit‘ aus der Krise

Michael Pawellek, Managing Director des Unternehmens, ging bei der Begrüßung auf die aktuelle Situation ein. Man hatte den turnusgemäß eigentlich schon im Vorjahr terminierten Technologietag verschieben müssen, bis sich die Corona-Situation entspannt hat und nun mit Monatswechsel Juni/Juli 2022 diese Präsenzveranstaltung wieder möglich war. Eltroplan freue sich, dass wieder viele der Einladung zum Technologietag gefolgt sind. Pawellek zitierte Henry Ford: „Erfolg besteht darin, dass man genau die Fähigkeiten hat, die im Moment gefragt sind.“ Das Zitat sei heute so treffend wie zu seiner Zeit. Wissen sei eine der wichtigsten Ressourcen im globalen Wettbewerb geworden.

Das Unternehmen, das über ein mehr als 40-jähriges Know-how im Bereich Elektronikentwicklung und -fertigung verfügt und sein Portfolio für anspruchsvolle Märkte wie Automobil-, Luftfahrt-, Medizintechnik und Industrie laufend ausbaut, war auch während der Krise gewohnt aktiv und innovativ. Am 24. Juni 2022 gab es dafür in der Jahrhunderthalle in Frankfurt zum dritten Mal die Auszeichnung ,Top-Innovator' als eines der innovativsten Unternehmen Deutschlands.

Zu den aktuellen Meilensteinen der Unternehmensentwicklung zählen:

• Übernahme/Gründung Eltroplan Industrial in Stockach im Jahr 2015
• Gründung Aristos, ein Joint Venture mit Kaiser Ingenieurbüro und PLC2 (Komplettanbieter für Elektronik, Mechanik und Software) in 2017
• Gründung Vientum (Luftreinigungssysteme zur Beseitigung von Corona-Viren, Bakterien etc. durch neuartige Ionisierungstechnologie) im letzten Jahr

Pawellek ging zum Abschluss auf ein neues Großprojekt ein, das auf ,Energiekosten senken durch Parkplatz-Photovoltaik' zielt. Auf dem Mitarbeiterparkplatz entsteht gerade ein Solarpark, der zwar, wie der Managing Direktor im Detail erläuterte: „Etliches kostet, aber ein Energiekonzept mit Weitblick ist.“

Gustl Keller, Eltroplan Engineering GmbH, moderierte die Vorträge und zeigte dabei einführend auf, dass Eltroplan auf dem Weg zur Nachhaltigkeit schon weit fortgeschritten sei. Dazu erläuterte er, was unter Nachhaltigkeit verstanden wird sowie was die damit verbundenen Herausforderungen und Möglichkeiten der Realisierung bei EMS-Unternehmen sind. Generelle Beispiele für den Umweltschutz in der E-Lieferkette sind die Kreislaufwirtschaft (zur Umwelt- und Ressourcenschonung), der CO₂-Footprint (zum Klimaschutz) und die Energieeffizienz. Keller zählte zudem auf, was Eltroplan an Maßnahmen zur Ressourceneinsparung und Kompensation bereits realisiert hat. So werden keine fossilen Brennstoffe mehr verwendet und erneuerbare Energien genutzt. Sein Fazit: „Es gibt weitere Potentiale, d. h. Chancen für die Zukunft und Eltroplan trägt aktiv zur Verbesserung des CO₂-Footprints der Kunden-Produkte bei.“

Vorteilhafte Öko-Bilanz von Zinn-Recycling

Dass sich CO₂-Neutralität durch Kreislaufwirtschaft realisieren lässt, machte Lothar Pietrzak, MTM Ruhrzinn GmbH, Essen, anhand der Öko-Bilanz von Zinn-Recycling deutlich. Im Vergleich zur Zinngewinnung aus Erzen werden nur noch knapp 1% Energie benötigt und weniger als 1% CO₂ emittiert. Und dies bei der selben Zinnqualität. Pietrzak informierte darüber, was sein Unternehmen zum Zinn-Recycling und zum Recycling anderer Metalle anbietet. So werden Behältnisse für das Sammeln der Abfallprodukte von Lötprozessen bereitgestellt und es wird aufs Gramm genau zertifiziert, was abgeholt und recycelt worden ist.

Schonendere Fügeverfahren für das Die-Bonding

Über das TLP-Bonden in der Elektronik und andere neue Verfahren zum Die-Bonding informierte Prof. Dr.-Ing. Jürgen Wilde, Institut für Mikrosystemtechnik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (IMTEK). Das Transient Liquid Phase Bonding (TLP) mit Ag-Sn-Multilayerfolien anstelle von Ag-Sn-Phasen wurde untersucht. Vorteilhaft sind dabei die geringeren Diffusionslängen und -zeiten sowie die resultierenden dickeren (> 30µm) und homogeneren Bondschichten. Der TLP-Prozess und die erzielten Ergebnisse (inkl. Daten von Zuverlässigkeitstests) wurden beschrieben und mit denen anderer Prozesse für das Die-Bonden (Ag-Sintern und Klett-Welding) auf verschiedenen Substraten verglichen. Inzwischen läuft ein weiteres Forschungsprojekt zu einem schonenderen TLP-Fügeverfahren bei Prozesstemperaturen unter 150°C durch Anwendung ternärer Systeme (LowTemp TLP).

 Referenten des ersten Tages mit Eltroplan CEO Michael Pawellek

Zeitbeschleunigter Zuverlässigkeitstest für Leiterplatten

Nach Vorstellung seines Unternehmens und dessen Portfolio erklärte Eren Bektas, Optiprint AG, Berneck, Schweiz, wie man die LP-Zuverlässigkeit mittels Interconnect Stress Test (IST) zeitbeschleunigt sichern und so die Produktqualifizierung beschleunigen kann. Während der Verarbeitung und im Betrieb sind Leiterplatten thermischen Belastungen ausgesetzt. Mit Stresstests kann geprüft werden, ob die Zuverlässigkeit den Anforderungen genügt. Beim Temperaturwechseltest (TWT) wird der Prüfling abwechselnd in zwei Klimakammern mit –40°C und +125°C eingebracht und nach einer Verweilzeit getestet, was zu langen Testzyklen führt und bei vielen Testzyklen entsprechend lange dauert. Beim IST werden die Testcoupons elektrisch auf 150°C aufgeheizt (3min) und die Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgt in 2min, was deutlich kürzere Testzyklenzeiten ergibt. Bektas erläuterte im Detail, wie der IST abläuft und wie die dafür benötigten Testcoupons gestaltet werden. Er zeigte zudem typische Fehlerbilder von Leiterplatten und nannte deren Ursachen sowie mögliche Abhilfemaßnahmen.

Low Temperature Soldering ist eine Alternative

Über niedrig schmelzende Lote in der Elektronikfertigung berichtete Helge Schimanski, Fraunhofer ISIT, Itzehoe. Bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) von Leiterplatte und Bauteilen können, da sich diese bei den hohen Löttemperaturen des SAC-Reflowlötprozesses verwölben, offene Lötverbindungen entstehen. Beim Löten mit geringeren Temperaturen ist dieser Effekt geringer. Das Low Temperature Soldering (LTS) mit SnBiX-Loten ist allerdings nur möglich, wenn das Mission Profile passt. LTS-Untersuchungen mit einer Auswahl von Bauteilen ergaben im Vergleich mit SAC keine wesentlichen Unterschiede bei der Benetzung und den Eigenschaften der resultierenden Lötverbindungen. Allerdings müssen ggf. abhängig von der LTS-Lotpaste die Schablonenöffnungen angepasst werden, wofür Helge Schimanski ein Beispiel präsentierte.

Bauteil-Verfügbarkeit und Lösungsansätze

Axel Frank, Eltroplan Engineering GmbH, betrachtete die aktuellen Probleme bezüglich der Bauteil-Verfügbarkeit und die möglichen Lösungsansätze. Zur nun schon länger andauernden Situation präsentierte er Daten aus den Medien und von Distributoren-Webseiten. Eine mögliche Abhilfe sei Broker-Ware, aber da gebe es Schwarze Schafe. Sowieso müsse immer die Freigabe vom Kunden eingeholt werden. Zudem sei eine Prüfung der Bauteile auf Fakes mittels Gegenüberstellung von Original- zu Broker-Ware sinnvoll.

Möglich sind hier Röntgeninspektion des inneren Aufbaus, Gewichtsermittlung der Bauteile, Prüfung der Kennzeichnung (Aufdruck) und/oder eine elektrische Prüfung. Weitere Abhilfemaßnahmen sind der Ausbau von Komponenten aus Application Boards oder aus älteren oder defekten Baugruppen sowie der Austausch von Bauteilen auf der Baugruppe mit partieller Layoutänderung oder einem Modification Board.

Referenten des zweiten Tages mit Keynote-Speaker Tobias Schrödel

Für neue Entwicklungen empfahl Frank, die Entwicklungen nur mit lieferbaren Bauteilen durchzuführen und zu prüfen, ob die Bauteile weiterhin – während und nach den Entwicklungsphasen – lieferbar sind, aber auch zu prüfen, welche verwendbaren Bauteile eventuell im Laufe der Entwicklung verfügbar sein könnten.

Neue Möglichkeiten für den elektrischen Test

Olaf Römer, ATEcare Service GmbH & Co. KG, Aichach, informierte ausgehend von der Historie, den Problemen und aktuellen Anforderungen über neue Möglichkeiten für den elektrischen Test. Eine hohe Testabdeckung erfordert eine Teststrategie. Üblich ist heute die Inline-AOI eventuell mit einer automatischem Sortierung. Während beim elektrischen Test Insellösungen und manuelle Bedienung üblich sind. Manufacturing Defect Analyzer (MDA) können im Unterschied zu ICT inline und offline betrieben werden.

Zudem sind Kombinationslösungen basierend auf MDA mit Funktionstest möglich. Olaf Römer zählte die vielfältigen Möglichkeiten einschließlich der Adapter auf. Sie reichen heute bis hin zur KI-basierenden Grundursachenanalyse. Es gilt zudem generell die Testabdeckung, den Durchsatz, die Kosten und die IT-Anbindung zu optimieren. Das beginnt bei der Nutzung der CAD-Daten als Ausgangsbasis. Ohne Design for Testability geht kaum etwas und GERBER-Daten gehen gar nicht.

Das Design muss Testpunkte beinhalten. Wenn entsprechende Schaltplandaten vorliegen, ist Vieles einfach zu realisieren, von der Erstellung von Adapterdaten über Kostenanalyse, Dokumentation, Reports und automatische Schaltplandarstellung bis hin zur Reparatur-Software. Weiterhin wurde über den Adapterbau, Funktionstest-Lösungen, Boundary Scan, In-System-Programming und den Einsatz von Flying Probe Systemen informiert.

Mit eigenem Wiki Wissen teilen

Jan Kokert, Eltroplan Engineering GmbH, stellte das bei Eltroplan zum Wissen teilen eingerichtete EltroWIKI vor. Dazu betrachtete er die Geschichte des Wissensmanagements und erläuterte das Wiki-Prinzip, zu dem das Bearbeiten ohne HTML-Code (Web 2.0) sowie eine Versionsverwaltung (Wer? Wann? Was?) und die Möglichkeit zur Wiederherstellung, Volltextsuche und Verlinkung gehört.

Kokert ging dann auf die ursprüngliche Formatierung sowie die Merkmale von Unternehmens-Wikis ein. Sie sind Abbilder der Unternehmensstruktur, haben eine Benutzerzugriffskontrolle für Vertraulichkeit/Datenschutz und Schnittstellen zum Import/Export von Dateien sowie für Links zum Intranet. Sie unterscheiden sich in der Ziel- und Anwendungsorientierung entsprechend dem Unternehmenskontext. Das EltroWIKI basiert auf Open-source-SW (GNU General Public License). Es ist keine Datenbank, aber dank über 1300 Plugins sehr anpassungsfähig.

Die Struktur ist nach Bereichen und Namensräumen gegliedert. ,Klick'-Anleitungen erleichtern den Einstieg und das Arbeiten mit dem EltroWIKI. Auch das Einstellen und Bearbeiten von Dokumenten ist einfach. Wie das geht und was sich bereits alles im EltroWIKI findet, wurde anhand von Beispielen verdeutlicht.

3D-Druck für schnelle Lösungen

Wie man von der Idee mit Additiver Fertigung mittels 3D-Druck direkt zum Produkt kommt, zeigte Thomas Bernard, Eltroplan Engineering GmbH, auf. Bei der Additiven Fertigung erfolgt der Materialauftrag Schicht für Schicht und die Fertigung direkt aus den 3D-Daten. Vorteilhaft sind zudem die stark verkürzten Durchlaufzeiten und Topologieoptimierungen. Anforderungen aus der eigenen Produktion oder vom Kunden für Werkzeuge/Vorrichtungen, Prüfadapter, Steckhilfen, Gehäuseschalen für thermische Anwendungen und Vieles mehr können so kurzfristig realisiert werden. Thomas Bernard stellte die beiden bei Eltroplan verfügbaren Verfahren – das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) und die Stereolithographie (STL) sowie deren Ablauf und Besonderheiten vor. Mit Letzterem können unter Verwendung von hitzebeständigem Harz z. B. Spritzgussformen, Vergusswerkzeuge und Vakuumwerkzeuge realisiert werden.

Smarte Inspektionsrobotik für die 3D-Qualitätskontrolle

Die visuelle/manuelle Qualitätskontrolle liefert aufgrund des Einflusses durch die Bediener inkonsistente Prüfergebnisse. Eine automatische Qualitätskontrolle mit kundenspezifischen, fest installierten Prüfaufbauten oder mit allgemeinen SPI-, AOI- und AXI-Lösungen ist sehr aufwändig oder nur auf einer Fläche anwendbar. Olaf Römer, ATEcare, hat in seinem weiteren Beitrag aufgezeigt, dass hier eine smarte Inspektionsrobotik viel günstiger sei: Diese ist äußerst flexibel (Produktwechsel per Knopfdruck), hat viele Vorteile – etwa die hervorragende Fehler-Erkennung, die wiederholbar und konsistent ist – und bietet Nachverfolgbarkeit (Traceability) mit automatisch erstellten Prüfberichten und Archivierung. Sie ist zudem bedienerfreundlich (grafische Oberfläche) und der Inspektionsplan kann basierend auf CAD-Daten erstellt werden. Das Leistungsvermögen der smarten 3D-Qualitätskontrolle wurde anhand von Beispielen für Inspektionskriterien und -ergebnisse verdeutlicht.

Keynote mit Blick in den IT-Giftschrank

Tobias Schrödel, ein Live-Hacker und IT-Security-Berater, der am Vorabend noch live bei RTL zu sehen war, präsentierte einen Vortrag der besonderen Art zum Thema IT-Sicherheit. Es war ein Highlight, das man miterlebt haben muss. Denn er kennt die Tricks der Kriminellen und zeigte u. a., wie man ins Darknet kommt, dass es selbst dort AGBs gibt und was es dort an Angeboten gibt. Darunter finden sich neben Waffen und Drogen Malware-Tools und jede Menge Dateien mit gehackten Passwörtern.

Schrödel demonstrierte bei seinem Blick in den IT-Giftschrank live, wie einfach und schnell man damit an die Daten Dritter kommt. Namen und selbst deren Kombinationen mit Zahlen sind als Passwörter tabu, da diese mit entsprechenden Tools sekundenschnell geknackt werden können. Passwörter sollten lang sein und immer auch Sonderzeichen enthalten. Und nicht nur dies gab den Anwesenden zu denken. Denn alles, was er demonstrierte, zeigte Schwachstellen auf, die fast überall vorhanden sind und dringend beseitigt werden müssen.