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Elektronikfertigung um 20 Prozent schneller

Leiterplatten können nochmals um bis zu 20 Prozent schneller bestückt werden. Moderne Bestückungsautomaten machen das möglich. Für Kunden stehen dagegen Liefertreue, professionelle Abwicklung und moderate Kosten im Vordergrund. Das gehört zusammen, denn technische Innovationen und eine flexible Organisation ergänzen sich, sagt die Ihlemann AG.

Die neue Bestückungslinie von Fuji ist eine Millioneninvestition. Die Linie ist mit neuen Bestückungsköpfen ausgerüstet, die bis zu 24 Bauteile gleichzeitig aufnehmen können, statt bisher nur 12 Bauteilen. Wartungsstationen sorgen für die automatisierte Reinigung der sensiblen Bestückköpfe, was den Bestückungsprozess nochmals zuverlässiger macht. Die Bestückkapazität der neuen Köpfe hat sich auf bis zu 35.000 Bauteile pro Stunde erhöht, gegenüber bisher bis zu 22.500 Bauteilen. Außerdem haben sich die Mindest-Bauteilabstände für eine dichtere Bestückung auf 100 µm verringert und auch kleinste Bauteile von 0,3 mm x 0,15 mm (metrisch „03015“) können automatisiert verarbeitet werden.

SMD-Fertigung, Fertigungslinie
Die Bestückungsköpfe der neuen Fertigungslinie können jetzt bis zu 35.000 Bauteile pro Stunde verarbeiten, gegenüber bisher bis zu 22.500 Bauteilen.

Schnelles Rüsten für hohen Produkt-Mix

Eine hohe Bestück-Geschwindigkeit allein reicht allerdings nicht aus, denn als EMS-Dienstleister hat sich Ihlemann auf die High-Mix-, High- und Low-Volume-Fertigung ausgerichtet mit sehr unterschiedlichen Anforderungen an die Produktion. Im Tagesgeschäft geht es u.a. um kleine und große Fertigungslose für immer komplexere elektronische Baugruppen. So müssen bei „Package on Package“ zwei oder mehr BGA-Chip-Gehäuse (Ball Grid Array) präzise übereinander angeordnet werden. Die neuen USB-C-Stecker sollen seitlich auf die Leiterplatte gesteckt werden. Und bei „Pin in Paste“ werden bedrahtete Bauelemente ebenso automatisiert bestückt wie SMD-Bauteile. Schließlich soll der Bestückungsautomat sowohl 0,3 mm kleine Bauteile als auch 38 x 120 mm große Trafos in einem Bearbeitungsprozess verarbeiten. Zusätzlich wird die Fertigungsorganisation herausgefordert von kurzfristigen Bestellungen, engen Lieferterminen und steigenden Qualitätsanforderungen. 

SMD-Fertigung, Package on Package
Wenn die Geräte kleiner werden müssen, kommt auch die Package-on-Package-Technologie zum Einsatz. Dabei werden zwei oder mehr BGA-Chip-Gehäuse platzsparend übereinander angeordnet.

„Wir haben die Produktion für häufig wechselnde Produkte und unterschiedliche Losgrößen weiter optimiert. Wir können die Bestückungsautomaten jetzt schneller umrüsten und haben die Stillstandszeiten weiter verringert. Das erfordert eine flexible Logistik und moderne Maschinen“, erläutert Andreas Schaper, Bereichsleiter SMD und Technologie bei der Ihlemann AG.

Die Umrüstzeit wird vor allem durch den Austausch der Bauteilversorgungsstationen (Feeder) mit den SMD-Bauelementen für den nächsten Auftrag bestimmt. Früher wurden die Feeder erst direkt vor Beginn der Bestückung ausgerüstet. Die Feeder werden jetzt für Tageskontingente von bis zu sechs Aufträgen gleichzeitig vorgerüstet. Die Stillstandszeit zwischen den Aufträgen wird so auf ein Minimum reduziert.

SMD-Fertigung, Rüstzeiten
"Für häufig wechselnde Produkte und unterschiedliche Losgrößen können wir die Bestückungsautomaten jetzt schneller umrüsten und haben die Stillstandszeiten weiter verringert", erläutert Andreas Schaper, Bereichsleiter SMD und Technologie bei der Ihlemann AG.

Schnellerer Start der Serienfertigung

„Als EMS-Dienstleister verbinden wir innovative Technologien mit einer effektiveren Organisation, um die Zeit vom Design über die Prototypenphase bis zur Serie weiter zu verkürzen“, ergänzt Andreas Schaper. So kann Ihlemann noch vor dem ersten Bestellen der Leiterplatte prüfen, ob das Design der Baugruppe fertigungsgerecht ist. Die softwaregestützte virtuelle Bestückung erkennt frühzeitig typische Designfehler, wie Probleme durch zu geringe Abstände von Bauelementen, Probleme mit Durchkontaktierungen oder Mängel beim Aufbau der Leiterplatte.

Mit der Investition in eine neue Fertigungslinie sind die Produktionskapazitäten bei Ihlemann jetzt noch stärker auf die unterschiedlichen Produktanforderungen ausgerichtet. So werden Prototypen auf einem dafür reservierten High-End-SMD-Bestückungsautomaten gefertigt. Die Programme für den Pastendruck, die Bestückung, den Lötprozess und für die AOI-Kontrolle der Prototypen haben bereits die gleich hohen Anforderungen, wie in der späteren Serienfertigung. Da die Programme bereits erstellt sind, kann die spätere Serienfertigung deutlich schneller starten.

„Mit der neuen Fertigungslinie können wir die Fertigungsorganisation noch flexibler gestalten
und die Lieferperformance weiter verbessern. Wir sind auch für ungewöhnliche und besonders komplexe Baugruppen gut gerüstet“, fasst Andreas Schaper die Verbesserungen zusammen. 

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