Astronaut Dr. Ulf Merbold eröffnet Viscom Technologie-Forum und Anwendertreffen 2014 in Hannover

Viscom Technologie-Forum: Eröffnung, vlnr, Dr. Ulf Merbold, Volker Pape, Viscom AG
Viscom Technologie-Forum: Eröffnung, vlnr, Dr. Ulf Merbold, Volker Pape, Viscom AG

Hannover, April 2014 – Am 19. März war es wieder soweit. Der Inspektionsspezialist Viscom eröffnet in Hannover das alljährliche Technologie-Forum und Anwendertreffen. Als Keynote-Speech war dieses Mal der Physiker Dr. Ulf Merbold eingeladen. Er wurde als Astronaut der NASA mit dem Space-Shuttle “Columbia” 1983 zu einem der populärsten deutschen Wissenschaftler. In seinem Vortrag „Wissenschaft im Weltall“ ließ er die Zuhörer teilhaben an seinen umfangreichen Erfahrungen während seiner Weltraum-Missionen. Die Besucher konnten die Erde aus 300 km Höhe sehen und waren erstaunt, wie viele Einzelheiten auch dann noch zu erkennen waren. Laut Merbold sieht man nicht nur die zentralen Gebirgszüge, sondern kann auch die Luftverschmutzung über großen Städten und sogar den Wasserdampf über Kraftwerken erahnen. Sehr anschaulich und spannend berichtete er über den aufregenden Start in Houston und den Alltag im Space-Shuttle. So brachte er den Zuhörern fast fühlbar nahe, wie anstrengend die Bewegungen im Raumanzug sind und wie viel Vorbereitung für eine solche Mission notwendig ist.

Abschließend gesteht er: „Dieser Blick auf die Erde hat mich verändert.“ Und er machte deutlich, dass er die Raumfahrt als eine Chance sieht, die sich im richtigen Moment eröffnet. „Die Chance, herauszufinden, ob die Erde in der Lage ist sich selbst zu regenerieren – und wenn nicht – rechtzeitig etwas dafür zu tun, dass wir sie unseren Kindern intakt hinterlassen können“, so Merbold.

Die Zuhörer lauschten gespannt seinen Ausführungen und es hatte den Anschein, dass sie auch gerne noch weiter zugehört hätten. Aber auch der nächste Vortrag war spannend – wenn auch etwas bodenständiger, im wahrsten Wortsinn. Als nächstes berichtete Andreas Lebrecht, Fertigungsleiter bei der Firma Vierling Production GmbH über die Einführung der Bauform 01005. „Bei der Frage nach 01005-Bestückung sagen zunächst alle, dass sei kein Problem“, so Lebrecht, „in Europa gibt es aber nahezu keine Elektronikfertiger, die diese Technologie in der Serienproduktion einsetzen“, erläutert er weiter. Die wichtigsten Herausforderungen waren, nach Lebrecht, dass die gängigen Empfehlungen für das Pad-Design und die Bauteilabmessungen der einzelnen Hersteller voneinander abweichen, außerdem sei die Qualität der Zulieferteile höchst sensibel. Um den Prozess von Anfang an korrekt aufzusetzen, ist man bei Vierling  Schritt für Schritt die gesamte Prozesskette durchgegangen und hat jeweils überprüft, welche Anpassungen vorgenommen werden müssen. Abschließend hat sich gezeigt, dass die meisten Prozessschritte (Lotpastendruck, Reflowlöten, AOI, Nachsicht/Repair) relativ gut und mit nur mittlerem Aufwand und Invest auf die 01005 Fertigung umgestellt werden konnten. Beim Lotpastendruck erfolgte die Anfertigung der Schablonen in enger Abstimmung mit dem Hersteller. Auslöseverhalten und Lotmenge beschreibt Andreas Lebrecht als unauffällig und mit entsprechendem Aufwand beherrschbar. Während der ersten kleineren Produktionslose wurde sporadisch Versatz festgestellt. Der Reflowprozess hingegen konnte sehr schnell freigegeben werden. Auch bei der AOI - Vierling setzt das Viscom AOI-System S3088-III ein - konnte durch die Nutzung der HR-Funktion (High-Resolution), geringen Anpassungen der Prüfalgorithmen und der Integrierten Verifikation die Freigabe des Prozessschrittes relativ einfach erreicht werden. Nur die Bestückung war mit großem Aufwand verbunden. „Dort ist die Anzahl der Feedersteckplätze ein wichtiges Kriterium und die Investitionen nicht zu unterschätzen“, so Andreas Lebrecht. Letztendlich hat Vierling neben einem neuen Bestückungsautomaten 160 neue Feeder und die entsprechenden Trainings benötigt. Auch Nacharbeiten und Änderungen mit 01005-Bauteilen haben sich als kritisch herausgestellt und sind bisher nur von wenigen Mitarbeitern realisierbar.

Nach Kaffee und Kuchen konnten die Teilnehmer weiter in das Thema SMT-Fertigung einsteigen: Prof. Dr. Armin Rahn, Fachmann auf dem Gebiet der Verbindungstechnologie, beantwortete die Frage: „Was ist zu beachten  im Reflowprozess?“ Pin in Paste – oder durchkontaktiertes Reflowlöten ist ein direkter Konkurrent zum Selektivlöten. Viele Firmen wählen das Reflowlöten bedrahteter Bauteile, weil sie darin Prozessvorteile erkennen. Aber um erfolgreich zu sein, heißt es auf eine Reihe Details zu achten, so Prof. Rahn, und die reichen vom Layout über die Wahl der Bauteile bis hin zur Bereitstellung des für die Lötstelle benötigten Lotes. Das Auftragen von Paste oder die Verwendung von Formteilen kann in vielfacher Form bewältigt werden.  Damit kann dieser Prozessschritt den individuellen Anforderungen angepasst werden. In dem Kurzreferat wurden viele dieser Themen angesprochen und erläutert. Selbst die IPC hat durch eine Änderung ihrer Anforderungen die Popularität dieser Vorgehensweise gewürdigt und weiter gefördert. Damit erhielten die Teilnehmer die Grundlagen vermittelt, wie Pin-in-Paste erfolgreich durchgeführt werden kann. Weitere Themen waren z. B.: Warum P-i-P? Wie sollte das Design aussehen? Wie viel Lot brauche ich? Wie sind die Pastendruckoptionen?

Bis dahin hatten auch die Teilnehmer des Anwendertreffens schon jede Menge an Fachinformationen mitnehmen können. Das kostenlose Workshop-Angebot hielt Themen wie: Möglichkeiten der Durchsatzerhöhung, die nächste Generation der Statistischen Prozesskontrolle SPC oder Tipps zu besseren Prüfmöglichkeiten mit Hilfe erweiterter Analysen bereit. Auch die Bereiche Drahtbondinspektion und Röntgenprüfung waren mit einem Workshop vertreten. Ein umfangreiches Angebot also, das von den Systemverantwortlichen wieder gerne angenommen wurde.

Um 17 Uhr kamen dann beide Gruppen, die Forumsteilnehmer und die Besucher des Anwendertreffens, in der Fertigungshalle 3 zusammen, um die Live-Vorführung von Peter Krippner, Bereichsleiter bei Viscom, und Detlef Beer, verantwortlich für die Produktentwicklung bei Viscom, zu hören und den ersten Tag beim traditionellen Get-Together ausklingen zu lassen.

Bei der diesjährigen Vorführung wurde das brandneue 3D-AOI-System S3088 ultra erstmalig der Öffentlichkeit vorgestellt und mit den Leistungsmerkmalen der S3088 flex mit 8M-Sensorik verglichen. Beide Systeme waren live in Betrieb und vorführbereit. Gemeinsam sind bei den AOI-Systemen die gleiche Hardwareplattform, der Hochleistungslinearantrieb sowie der hochgenaue Grautwertabgleich und die Anlagen-Selbstüberwachung TCM. Neu ist – sowohl für die S3088 flex als auch für die S3088 ultra – das FastFlow-Handlingskonzept. Hier hat Viscom eine Lösung gefunden, Leiterplatten synchron und fast ohne Zeitverlust zu wechseln und so einen beachtlichen Durchsatzvorteil zu generieren.

Zunächst verwies Peter Krippner noch einmal auf die zentralen Features der 8M-Sensorik, die mit ihrer umschaltbaren Auflösung von ca. 11 auf ca 23 µm/Pixel sicher und schnell  typische Fehlerarten wie Chip Tombstoning, QFP mit Auflieger, Lötbrücken oder Polarität sehr gut abgedeckt. Auch 01005 BT oder QFPs mit 0,4 mm pitch können  sicher geprüft werden. Anschließend folgte die beeindruckende Vorführung der 3D-AOI S3088 ultra mit 3D-XM Modul. Neu beim XM-Modul ist die High-Speed-Kameratechnologie, die es ermöglicht, gemeinsame und vollständig überdeckende Bildfelder aller Kameras zu realisieren. Damit wird die Anzahl der anzufahrenden Positionen um bis zu 50 % reduziert.  Außerdem wurde die  obere Durchfahrtshöhe auf 50 mm angehoben. Ein entscheidender Vorteil der Hochleistungssensorik ist auch die enorme Erhöhung der Framerate der Kameras. Da sie den Zeitaufwand für die Bildaufnahme bestimmen, werden auf die für die 3D-Auswertung nötigen Vielfachbilder sehr schnell aufgenommen. Eindrucksvoll zeigte Detlef Beer live die 3D-Vermessung mit der variablen Streifenprojektion, die bei Viscom und mit einem Projektor und vier Kameras durchgeführt wird. „Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Ansätzen mit vier Projektoren“, so Detlef Beer, „ist die parallele Aufnahme verschiedener Szenen und der damit vierfachen Datenrate (Bilderzahl/Szenen pro Zeiteinheit). „Einzigartig, so Beer weiter „ist auch der Höhenmessbereich von mind. 25 mm, bei einem generellen Prüffreiraum von 50 mm, mit dem auch hohe Stecker oder Tantals sicher vermessen werden können. Mit dem neuen 3D-AOI-System S3088 ultra ist es uns gelungen, den Durchsatz gegenüber der S3088 flex mindestens zu verdoppeln.“ Durch die hohe Geschwindigkeit bleiben mit XM nun auch zusätzliche Beleuchtungen oder weitere geneigte Ansichten (Prüftiefe!) sowie die Farbaufnahme in voller Auflösung fast ohne Durchsatzauswirkung. Die mehrfarbige Beleuchtung ermöglicht einen großen Fehlerkontrast und hohe Flexibilität beim Prüfumfang. Dass dies alles in dem kompakten Gehäuse der S3088er Familie integriert ist, überzeugte die Zuhörer. So ist es nicht verwunderlich, dass bereits etliche Systeme vor der Auslieferung stehen.

Nach diesen umfangreichen Informationen zur AOI-Technologie freuten sich die Teilnehmer auf die anschließend eröffnete Bar. Dieses Jahr hatte Viscom zusätzlich eine kleine lokale Brauerei für den Ausschank eingeladen – und dem Verbrauch nach zu urteilen hat es den Besuchern geschmeckt. Beim anschließenden Buffet und Live-Musik bot sich wieder reichlich Gelegenheit für einen Erfahrungsaustausch unter den Besuchern und mit Fachleuten von Viscom. Richtig Stimmung brachten zu späterer Stunde die diesjährigen Special Guests: die Hamburger Brassband „Men in Blech“. Mit ihrem furiosen Auftritt aus mitreißenden Klassikern aus Rock, Jazz, Soul, Walzer und gekonnten Brass-Ballett–Einlagen begeisterten sie die Besucher. Handys wurden gezückt und die erstklassigen Soli und witzigen Einlagen ausgiebig beklatscht. Und dank kostenlosem Shuttle-Service kamen auch am Ende des Abends alle Besucher wieder sicher ins Hotel.

Der Auftakt des zweiten Tages startete mit einem Anwenderbericht von Prof. Dr. Gerhard Weber von der Universität Wien. Der Anthropologe gab den Zuhörern einen Einblick in die Tätigkeit seines Fachgebietes „Zwischen Wüstensand und Micro-CT-Labor“. Prof. Weber nahm die Zuhörer mit auf eine virtuelle Reise – zu seinen Ausgrabungen und den anschließenden wissenschaftlichen Untersuchungen der Funde im Labor. Er berichtete z. B. von den Grabungen in der Wüste von Somalia, die nur mit schwerbewaffneten Helfern möglich waren und von der Suche nach einem 4 Mio. Jahre alten Elefantenstoßzahn bei 40 Grad im Schatten. Seine toll aufbereitete Präsentation zeigte mit CT-Visualisierungen und eindrucksvollen Animationen, welche bahnbrechenden Erkenntnisse mittlerweile durch den Einsatz der Computertomografie gewonnen werden können. Für die CT-Untersuchungen setzt die Universität Wien eine speziell für diese Zwecke angefertigte Röntgeneinheit auf der Basis der X8060 von Viscom ein. Der große Probenraum und der spezielle Spiralmode mit extrem guter Auflösung sind für die zerstörungsfreie Prüfung von großen und/oder langen Prüfobjekten, wie z. B. von Schädeln oder Oberschenkelknochen notwendig.

Besonders eindrücklich erläuterte er die Forschungsergebnisse zu Schädelmerkmalen unterschiedlicher Urmenschen, die in Zusammenarbeit mit international führenden Labors durchgeführt wurden und zu ganz neuen Erkenntnissen führten. „Der anatomisch moderne Mensch,“ so Weber „ist vor ca. 45.000 Jahren entstanden, der Neandertaler aber, das zeigen die Untersuchungen, ist erst vor ca. 40.000 Jahren ausgestorben. Eine interessante Erkenntnis, gestützt durch eine Genanalyse ist, dass der moderne Mensch und der Neandertaler ca. 500 Jahre gemeinsam gelebt haben – und sich sicher begegnet sind“, so Weber „denn der moderne Mensch, so die Untersuchungsergebnisse, hat 4-5% Neandertalergene in sich.“

In dem folgenden Vortrag ging es zurück in die SMT-Fertigung. Dr. Heinz Wohlrabe, renommierter SMT-Fachmann von der technischen Universität Dresden, berichtete von seinen neusten Testergebnissen zur „Optimalen Lötstelle – im Spannungsfeld zwischen Qualität, Zuverlässigkeit und Kosten“.

„Das Ziel“, so Dr. Wohlrabe, „ist die Minimierung von Lotperlen, Benetzungsfehlern oder Voids und damit die möglichst lange mittlere Lebensdauer und ein später erster Ausfall der Löststelle.“ Zur Analyse und Bewertung der Zuverlässigkeit der Lötstellen wurden u. a. die Messergebnisse der geneigten Lötstellenprüfung der Viscom AOI-Systeme mit einbezogen. Anhand von umfangreichen Tests und Simulationen konnte er zeigen, dass z. B. die Legierung, Volumen und Verteilung des Lots, Temperaturhub und Gradienten sowie Geometrie, Größe und Form von Bauteilen und auch das Padlayout eine entscheidende Rolle für die Zuverlässigkeit von Lötstellen spielen.

Im Zentrum des nächsten Vortrags standen die unterschiedlichen Verfahren der 3D-Messtechnik – ein Thema das im Moment viel diskutiert wird. Dr. Taras Vynnyk von Viscom zeigte anhand ausführlicher Erläuterungen und umfangreicher Funktionsskizzen die aktuellen Ansätze in der 3D-Messtechnik für die Leiterplatteninspektion. Dank vieler Schaubilder waren die technischen Grundlagen für die Zuhörer sehr gut nachzuvollziehen. Am Schluss stellte er die Messmethoden mit all ihren Vor- und Nachteilen gegenüber, sodass die Zuhörer einen guten Überblick über den aktuellen Stand der Technik gewinnen konnten.

Den Abschluss der Vortragsreihe übernahm Hans-Jürgen Funke von der NXP Semiconducters, Hersteller für diskrete Bauelemente. Neben umfangreichen Informationen zum Produktportfolio und seinen Innovationstreibern, berichtete Funke über eine interessante Untersuchung, die er in Zusammenarbeit mit Viscom durchgeführt hat. Im Zentrum des Interesses standen dabei speziell entwickelte DFN-Gehäuse (DFN: Discrete Flat No-Lead), deren Lötverbindungen mit einem AOI-System geprüft werden können. Die DFN-Gehäuse wurden hierfür mit einer von außen sichtbaren, benetzbar verzinnten Padkante erweitert. Man wollte erfahren, wie sich dies im Vergleich zu herkömmlichen Gehäusen bei der Prüfung mit AOI und AXI auswirkt. Außerdem wurden die Einflüsse von Prozessgrößen wie z. B. Lotpastenmangel und -überschuss detailliert untersucht und bebildert. Als Ergebnis der Untersuchung konnte festgehalten werden, dass die AOI-Prüfung von DFN-Bauteilen mit benetzbar verzinnten Padkanten dann gut möglich ist, wenn die richtigen Bauformen mit den passenden Padlayouts verwendet werden und das AOI-System mit geneigten Kameras ausgestattet ist.

Am Nachmittag stand in Hannover die Praxis im Mittelpunkt. In Form einer Systemausstellung wurden alle Viscom Systemlösungen – von den unterschiedlichen AOI-Systemen und Lösungen für die Röntgenprüfung über die Drahtbond-AOI bis hin zur Schutzlackinspektion im Demoraum vorgeführt. Viele Teilnehmer nutzten die Gelegenheit um sich von mit den Fachleuten von Viscom das Leistungsspektrum der einzelnen Systeme vorstellen zu lassen oder bereits konkrete Projekte zu besprechen.

Am Ende des Tages war es eine runde Veranstaltung für beide Seiten – für die Veranstalter, die sich über den großen Andrang und das Interesse der Besucher freuten, und auch für die vielen Teilnehmer, die das Konzept und die Veranstaltungsorganisation lobten.

Bildunterschriften:
1 Viscom TF: Eröffnung, vlnr, Dr. Ulf Merbold, Volker Pape, Viscom AG
2 Viscom TF: Kostenfreies Workshopangebot, Torsten Wichmann, Viscom AG
3 Viscom TF: Präsentation S3088 ultra
4 Viscom TF: Systemvorführung
5 Viscom TF Andreas Lebrecht_Vierling Production GmbH
6 Viscom TF: Abendveranstaltung
7 Viscom TF: Abendveranstaltung 2
8 Viscom TF: Vorstellung der S3088 ultra, Peter Krippner, Bereichsleiter Viscom AG
9 Viscom TF: die Referenten,vlnr, Prof. Dr. Armin Rahn, Dr. Taras Vynnek, Viscom AG, Dr. Heinz Wohlrabe, Universität Dresden, Hans-Jürgen Funke, NXP Semiconductors Germany GmbH
10 Viscom TF: Röntgenworkshop, vlnr, Michael Fuhl, Sebastian Bolm, Viscom AG
11 Viscom TF: Mittagspause
 
Über Viscom
Die Viscom AG entwickelt, fertigt und vertreibt hochwertige Inspektionssysteme. Das Portfolio umfasst die komplette Bandbreite der optischen Inspektion und Röntgenprüfung. Im Bereich der Baugruppeninspektion für die Elektronikfertigung gehört das Unternehmen zu den führenden Anbietern weltweit. Die Systeme von Viscom lassen sich kundenspezifisch konfigurieren und miteinander vernetzen. Hauptsitz und Fertigungsstandort ist Hannover. Mit einem großen Netz aus Niederlassungen, Applikationszentren, Servicestützpunkten und Repräsentanten ist Viscom international vertreten. Gegründet 1984 notiert Viscom seit 2006 an der Frankfurter Wertpapierbörse (ISIN: DE0007846867). Weitere Informationen: www.viscom.de

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