Fraunhofer IZM plus Partnerfirmen

Fertigungslinie »Future Packaging«

4. Mai 2022, 15:51 Uhr | Ulf Oestermann, Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Der Inspektionsroboter KITOV von ATECare.
Der Inspektionsroboter KITOV von ATECare.
© ATECare

Das Fraunhofer IZM präsentiert auf der SMTconnect 2022 mit insgesamt 16 Maschinen- und Softwarepartnern die »Future Packaging«-Linie, unter anderem, um zu zeigen, wie der »Digital Twin« sinnvoll eingesetzt werden kann.

Dabei geht es am Gemeinschaftsstand (Halle 5, Stand 434, Livefertigung und Führung täglich um 10:00, 13:00 und 15:00 Uhr) um die Einbettung des Linienkonzepts in eine virtualisierte Umgebung. Die Partner werden während der täglichen Führungen und der Liveproduktion mit verschiedenen inhaltlichen Schwerpunkten arbeiten und vorstellen, wie sich die Weichen für die Zukunft der Fertigung stellen lassen.  
Die Line steht unter dem Motto »Digital Twin: Chancen und Risiken im Bereich der Baugruppenfertigung«. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung des tradierten Ansatzes, ein System vor der eigentlichen Umsetzung/Überführung in die Produktion schon in der Konzeptionsphase in seinem Verhalten im späteren Einsatz anhand einer Blackbox durch Schnittstellendefinition/-beschreibung und die Erfüllung der Anforderungen simulieren und testen zu können. 

»Digital Twin«: Welche Rolle spielt das Fraunhofer IZM?

Bedingt durch die Entwicklung des Fraunhofer IZM in den letzten 29 Jahren haben sich mehrere Möglichkeiten beim »Digitalen Zwilling« ergeben. Hierzu zählt die Etablierung als Systemintegrator und Komponentenlieferant (bis zur Nullserie) im Bereich Sensoren/Sensorsysteme für Transport, Industrial, Mobility, Medical oder Vernetzungsmodule von LoRa bis 6G.

Ausstellerhighlights

Neben diesen spannenden Aktivitäten werden alle Aussteller des Gemeinschaftsstands »Future Packaging« ihre individuellen Highlights vorstellen.
Die Firma Brady demonstriert 100 Prozent lesbare Kennzeichnungen mit hochtemperaturbeständigen Materialien, aber auch die durchgängige Kennzeichnung und Identifikation für die smarte Produktion. Brady bietet sowohl klassische RFID-Etiketten als auch neue RFID-Temperaturetiketten, die die drahtlose Temperaturablesung und -überwachung bei einer Vielzahl von Vorrichtungen, Geräten und Maschinen, Regalen, Kabeln und Strukturen ermöglichen. Die Etiketten werden als Dienstleistung vorkonfiguriert und zu 100 Prozent geprüft, um eine ausfallfreie Fertigung gewährleisten zu können. 

Die Module der »NXTR-A« von Fuji Europe bilden die branchenweit erste Bestückplattform, die den Feeder-Wechselprozess automatisiert. Umgesetzt wird diese Funktionalität durch Kassettenfeeder, die die Rollen aufnehmen, und dem Smart-Loader, der dann die Rollen automatisch verteilt. Diese Maschinenplattform bietet null Platzierungsfehler, null Maschinenstopps sowie autonome und bedienerlose Arbeit. 

LPKF stellt ihren neuen »CuttingMaster 2240« vor, ein Nutzentrenn-System mit integrierter Tensor-Technologie. Dabei handelt sich um eine patentierte ultraschnelle Strahlführungstechnologie. Durch die Kombination der Tensor-Technologie mit einem Galvanometerscanner können bei der Laserstrahl-Steuerung wesentlich höhere Geschwindigkeiten erzielt werden. 

Eine weitere Neuheit ist der »LoadingMaster«, ein All-in-one-System mit großem Funktionsumfang:  Be- und Entladung von Werkstückträgern, Entsorgung des Rahmens, Verpackung in Blistern/Magazinen usw. Er ermöglicht die einfache und schnelle Be- bzw. Entladung des Systems.

Ein benutzerfreundliches graphisches User-Interface sorgt für einfache Adaptierung und Programmierung von Funktionalitäten, Prozessen und Rezepten. Am Beispiel des Loadingmasters kann die Vorbereitung, Umrüstung und Integration neuer Produkte durch den Einsatz eines »digitalen Zwillings« vorgeführt werden.

Der »FlexMarker II« (Lasermarkierer) von IPTE bietet zusätzliche Funktionen für die Laserleistungskalibrierung sowie Laserprofile, Barcodeprofile usw., um es den Bedienern einfacher zu machen, einen Lasermarkierer ohne umfangreiche Schulung zu verwenden. 

Weiter Highlights seitens IPTE sind: Der »Precision Contacting Test Handler« (PCT), der Board Handler »MLL-3p AIV«, ein Magazine-Line-Loader mit AIV-Schnittstelle, sowie EasyTest (HMI) mit neuer intuitiver Benutzeroberfläche für Testanwendungen mit integriertem Sequenzer (wird auf ETH- und PCT-Handlern vorhanden sein).
Der »PCT« ist ein Inline-Testhandler für bestückte Boards in der Massenproduktion. Alle starren Board-Materialien kann der »PCT« bewältigen, auch Keramiksubstrate. Gerade im Einsatz bei Finepitch-Applikationen kann er seine Stärken durch hochpräzises aktives Alignment ausspielen.  

Der Lasermarkierer Flexmaker II von IPTE
Der Lasermarkierer Flexmaker II von IPTE.
© IPTE

IPTE hat als Automatisierungsexperte in der Baugruppen-Fertigung und im Automotive-Bereich schon weitreichende Erfahrungen im Einsatz des »Digitalen Zwillings«. Dies ermöglicht es, die Linienkonfiguration in 3D zu simulieren und die Engpässe zu identifizieren. So können Kunden die Linienkonfiguration in der frühesten Phase des Projekts bereits bewerten, was zu einer auf Anhieb richtigen Herangehensweise führt. 

Der Softwarehersteller QualityLine stellt ein System vor, das parallel zur Produktion eine transparente Darstellung und Prozess-Begleitung bietet, die hilft, Fehler erst gar nicht entstehen zu lassen bzw. die Ursachen zügig nachvollziehen zu können.

ATEcare wird in der Linie je eine SPI, eine AOI und ein AXI-System integrieren. Die neue »SPI VP9000« von ATEcare ist die erste ihrer Art, die je nach Bedarf drei verschiedene Auflösungen nutzt, so dass immer im High-Speed-Modus inspiziert werden kann, bei Bedarf aber pro Field-of-View auch kleinste Auflösungen (min. 5 µm) möglich sind. Solch eine SPI kann dabei nicht nur Paste inspizieren, sondern auch Kleber. Ebenso gibt es einen speziellen Modus, um Verschmutzungen nachweisen zu können.

Komplett neu ist auch die »3D AOI VT-S1080«. Der AOI-Kopf ist die Besonderheit im System. Eine patentierte MDMC (multi color – multi direction)-Beleuchtung wurde integriert, die ebenso in präzisen INLINE-Messsystemen Verwendung findet. Die bereits bewährte DLP-Projektion wurde auf vier Projektoren erweitert und mit einer patentierten MPS-Technologie (MicroPhaseShifting – Columbia University) ergänzt. Damit werden mehr Bildfolgen und verschiedene Frequenzen genutzt, was ein Interpolieren von Bilddaten überflüssig macht, um gute 3D-Bilder zu erzeugen und damit auch Schlupf vermeidet, wenn durch Interpolationen Glattrechnungen erfolgen.

OMRON stellt die nächste Generation der »VT-X750 AXI«-Serie aus. Das Inline-Röntgensystem wurde mit neuen Röhren und Detektoren ausgestattet, so dass die Inspektionsgeschwindigkeit nochmals maßgeblich gesteigert werden konnte. Die Inspektion erfolgt »on the fly«, also ohne zu stoppen. Die Programmierung ist mittels automatisierter Datenaufbereitung nochmals wesentlich einfacher geworden.
Zum Thema Warenwirtschaft zeigt die Linie den neuen Wareneingangsscanner »FLYSCAN«, der, im Vergleich zu anderen Systemen, mit allen Barcodes zurechtkommt und dabei nur die Hälfte der sonst üblichen Zeit benötig. Systeme zum automatisierten Warentransport und zur Lagerung werden ebenfalls vorgestellt.

ATEcare kann als Test- und Inspektionsspezialist auch den gesamten Material- und Warenwirtschaftsfluss bedienen, denn die entsprechend notwendigen Daten und Schnittstellen sind über den Test ohnehin schon vorhanden, dass es sinnvoll ist, sich auch der Automatisierung der Warenwirtschaft zu stellen.

In dem »2022er«-Drahtbonder von F&K Delvotec befindet sich ein universeller Dickdrahtbondkopf für Leistungselektronik-Produkte, der als Besonderheit eine Umrüstung zwischen den Applikationen Froncut und Backcut in 15 Minuten ermöglicht. Das erlaubt dem Kunden mehr Flexibilität bei verschiedenen Design-Varianten und Produktvielfalt. 

Die Software von Quality Line.
Die Software von Quality Line.
© QualityLine

Doch wie ist es denn um die Dispense-Technologie bestellt? Insgesamt drei verschieden Module zum additiven Materialauftrag sind in der »2022er«-Linie integriert. Essemtec sorgt mit ihrem automatischen Dispensing-System SPIDER für einen additiven Lotpastenauftrag, um die Spreizung der verschiedenen Bauteile-Footprints sicher und zuverlässig im Zusammenspiel mit dem Schablonendruck zu realisieren.

Nordson ASYMTEK wird mit der »Vantage«-Serie in höchster Präzision auch bei kleinsten Volumen den Underfill mit präzisem und zuverlässigen Jetten mit bis zu 1.800.000 Punkten/Stunde realisieren. »Vantage«-Anlagen besitzen die Fähigkeit zur ultrapräzisen Positionierung extrem geringer Linienbreiten von weniger als 200 µm und können genaue Dosierlinien für Volumen <1,5 nL, wie sie für die Knotenskalierung bei Wafer-Level-Technologie erforderlich sind, zuverlässig gewährleisten. 

Der Komponentenschutz erfolgt durch eine »Alpha-6«-Anlage von Werner Wirth. Das System zeichnet sich durch seine Bedienerfreundlichkeit sowie die hohe Flexibilität im Hinblick auf verschiedenste Anforderungen aus. Die Maschine ist als abgeschlossene Arbeitszelle konstruiert, die sowohl zum Beschichten und Dosieren unterschiedlicher Medien als auch für weitere kundenspezifische Anwendungen eingesetzt werden kann, etwa Oberflächenbehandlung via Atmosphärenplasma. 


Verwandte Artikel

Fraunhofer IZM (Institut f&uuml;r Zuverl&auml;ssigkeit und Mikrointegration), Brady GmbH, Fujitsu Electronics Europe GmbH