Bestückung

Die straschu Elektronikgruppe vereint das umfassendste Produktionsspektrum der Branche unter einem Dach. Alle Schlüsselkomponenten und -werkzeuge für Ihr Projekt:

• Baugruppen
• Leiterplatten
• SMD-Schablonen, Lötmasken und Warenträger
• Kabel und mechanische Komponenten
• Geräte und Systeme

werden an drei straschu Standorten nach modernsten Verfahren eigengefertigt. Erfahren Sie auf den folgenden Seiten mehr über die Produktion in der straschu Elektronikgruppe.

Im Fertigungszentrum der straschu Industrie-Elektronik werden elektronische und mechatronische Baugruppen, Geräte und Systeme mit Hilfe modernster Technologien und Fertigungsverfahren produziert. Die Bestückung der Leiterplatte vom Prototyp bis zur Serie in Through Hole Technology (THT) und Surface Mounted Technology (SMT) mit kleinsten Bauteilen wie 01005 bis hin zu großen komplexen Bauformen erfolgt in unterschiedlichen Fertigungsbereichen. Bauelemente mit einem Pitch von 0,4 mm werden ebenso zuverlässig bestückt, wie hochpolige Micro-BGAs oder Bauformen mit verdeckten flächigen Lötanschlüssen (QFN, LCC, etc.).

Übersicht der Fertigungsbereiche

• Manuelle Fertigung
• Prototypen- und Kleinserienfertigung
• Automatisierte Fertigung

Sie benötigen einen Wechsel von Bauteilen auf Ihrer Baugruppe? Kein Problem nutzen Sie unseren

• BGA Rework Service

Und falls Ihr Einsatzbereich absolut rückstandsfreie bestückte Baugruppen fordert, können die Baugruppen einer zusätzlichen schonenden Reinigung unterzogen werden.

• Baugruppenreinigung

Zur Absicherung Ihrer hohen Qualitätsanforderungen bieten wir die optionale Dienstleistung

• First Article Inspection (FAI)

Ihr Mehrwert

• Vermeidung zeit- und kostenaufwändiger Korrekturen durch enge Abstimmung zwischen Entwicklung, Arbeitsvorbereitung, Materialbeschaffung und Produktion.
• Optimale Lötergebnisse vor allem bei komplexen Bauteilen durch Nutzung des Know-hows aus straschu-eigener Leiterplatten- und Schablonenfertigung.

Anders als beim Wellenlöten, wo das Lot aus einem Tiegel der Maschine zugeführt wird, muss es beim Reflow-Verfahren vorab mittels Schablonendruck an der jeweiligen Lötstelle aufgetragen werden. In der Lötanlage werden dann Leiterplatte, Bauteile und Lotpaste zunächst soweit erhitzt, dass die Flussmittel arbeiten und die Lösemittel verdampfen können. Im zweiten Schritt erfolgt eine Temperaturerhöhung bis zum Schmelzen der Lotkügelchen in der Lotpaste, sodass eine Lötstelle entsteht.

Bestmögliche Benetzung, auch bei feinsten Strukturen erreichen wir auch in diesem Lötverfahren durch den exakt dosierten und überwachten Einsatz von Stickstoff in unseren modernen Zwangskonvektions-Reflowlötanlagen.

Auch nach dem eigentlichen Reflowlötvorgang kümmern wir uns um Ihr Produkt. Geregelte Kühlzonen an den Ofenausgängen perfektionieren unseren Prozess für Ihre anspruchsvollen Baugruppen.

Die im modernen Produktionsprozess etablierteste Löttechnik ist das klassische Wellenlöten. Bedrahtete Bauelemente, in Durchsteckmontage auf die Leiterplattenoberseite bestückt, werden dabei über einen Tiegel mit flüssigem Lot transportiert und verlötet. Damit perfekte Lötverbindungen entstehen, muss zuvor ein Lötflussmittel bedarfsgerecht auf die Leiterplattenunterseite aufgetragen werden. Das präzise ermittelte und eingestellte Lötprofil legt die Parameter für die Vorheizungen fest und stellt eine reproduzierbare und materialverträgliche Lötung bei gleichzeitig maximalem Zinndurchstieg sicher.

Auch wenn der scheinbar unaufhaltbare Trend zur fortwährenden Bauteilminiaturisierung üblicherweise das beidseitige Reflowlöten in Kombination mit einem selektiven Lötprozess erfordert, werden nach wie vor eine erhebliche Anzahl von Produkten in der klassischen Reflow- und Wellenlöttechnik hergestellt.

Für dieses Verfahren müssen alle für den Wellenlötprozess vorgesehenen SMD-Komponenten durch kleine Klebepunkte fixiert werden. Zur Vermeidung von ungleichmäßigen Klebermengen unter den SMD-Bauteilen und die damit verbundenen typischen Lötfehler, wird der Kleber bei straschu nicht durch instabile Dispensverfahren, sondern mittels eines präzisen und reproduzierbaren Schablonendrucks aufgebracht.

Für eine bestmögliche Lotbenetzung setzen wir auch bei allen Wellenlötverfahren Stickstoff ein. Mit unserer N2-Volltunnellötanlage  stellen wir sicher, dass während des gesamten Lötvorgangs, einschließlich der Vorheizdauer, Oxidationen auf ein Minimum reduziert werden. So lassen sich auch enge Rastermaße mit dieser Technik zuverlässig verarbeiten; und das mit bleihaltigen als auch bleifreien Legierungen.

Das Selektiv-Lötverfahren ermöglicht eine effiziente Lötung von doppelseitig reflowgelöteten Baugruppen, die anschließend ein- oder beidseitig konventionell bestückt werden. Die andernfalls nötige Handlötung der THT-Bauteile wird dadurch vermieden und eine sehr hohe Prozesssicherheit erzielt.

Die Reproduzierbarkeit wird durch Lötprogramme erreicht, welche neben den genauen X- und Y-Koordinaten der zu lötenden Bauteile bzw. Pins auch Verfahrwege und Lötzeiten – bei Bedarf individuell für jede Lötstelle – festlegt.

Die Anlage (ERSA Versaflow) kann durch Wechseltiegel bleihaltig oder bleifrei betrieben werden. Es wird generell unter Schutzgas gelötet.

Moderne Leiterplattendesigns berücksichtigen, dass möglichst alle Komponenten automatisiert bestückbar sind. Jedoch ist in der Praxis festzustellen, dass auf bedrahtete Bauteile (THT = Through Hole Technology) in Durchstecktechnik nicht vollends verzichtet werden kann.

Für die wenigen verbleibenden konventionellen Bauteile ist es wirtschaftlich nur selten vertretbar, Bestückungsmaschinen zur THT-Bestückung einzusetzen. Gleichwohl erfordern anspruchsvolle Elektroniken eine professionelle Materialvorbereitung mit geeigneten Maschinen. Fachgerechtes Sicken, Schneiden und Biegen von axialen und radialen Bauteilen wird in der Materialvorbereitungsabteilung erledigt, damit ein nachträgliches Kürzen von Bauteilenden nach dem Wellen- und / oder Selektivprozess gar nicht erst erforderlich wird.

Ein erfahrenes und geschultes Team bestückt alle THT-Bauteile nach Ihren technischen Vorgaben in ESD-gerechter Umgebung. Ergänzende Tätigkeiten, wie z. B. Montagen von mechanischen und elektromechanischen Komponenten, Nachverdrahtungen oder auch Nutzentrennungen werden ebenfalls von unseren Spezialisten ausgeführt.

Ihr Mehrwert

• Höchste Qualität auch bei kleinen Losgrößen durch geschulte Mitarbeiter und professionelle Materialvor- und nachbereitung

Einblick in die manuelle Fertigung

Auf Ihrer Baugruppe befinden sich fehlerhafte BGAs oder Sie möchten ein anderes Bauteil auf der gleichen Leiterplatte testen?

Für das beschädigungsfreie Auslöten und Ersetzen der SMD-Bauelemente mit verdeckten Lötanschlüssen ist eine exakte Energiezufuhr und Temperaturführung von entscheidender Bedeutung. Wesentliche Voraussetzungen für einen erfolgreichen Rework-Prozess sind stabile und reproduzierbare Temperaturprofile, ebenso wie erfahrene Bediener sowie ein zuverlässiges Reworksystem (Ersa IR / PL 650; siehe Maschinenpark) nebst den erforderlichen Prüfsystemen.

Ihr Mehrwert

• Erhalt von Baugruppen durch fachgerechtes, prozesssicheres Rework
• Keine thermische Überlastung der Baugruppe

Die Abmessungen von SMD-Bauelementen reduzieren sich mit jeder neuen Bauteilgeneration. Gleichzeitig besteht der Bedarf, stetig mehr Anschlüsse auf immer kleiner werdenden Bauteilflächen unterzubringen. Zur prozesssicheren Verarbeitung dieser Bauteile sind modernste SMD-Linien eine grundlegende Voraussetzung. Aber auch unser Know-how, die Herstellungsprozesse insbesondere bei kleineren und mittleren Stückzahlen sicher zu beherrschen, spielt eine entscheidende Rolle.

Zunächst wird im Schablonendruckverfahren (DEK-Drucker) mittels Rakel Lotpaste durch die Öffnungen einer gelaserten Edelstahlschablone auf die Lötflächen der zu bestückenden Leiterplatte aufgetragen. Die präzise Bestückung der SMD-Bauteile in die auf das Produkt und die Anwendung abgestimmte Lotpaste erfolgt daraufhin vollautomatisch. Über unsere Fertigungslinien wird die Bestückung des gesamten Bauelemente-Spektrums mit einer Bestückgenauigkeit von ±50 μm abgedeckt. Die Bestückung erfolgt ausschließlich mit FUJI und JUKI Maschinen. Im Konvektions-Reflow-Verfahren wird abschließend gelötet. Alle bei straschu im Einsatz befindlichen Lötanlagen sind stickstofffähig und stellen durch den Einsatz von Stickstoff während der Lötprozesse bestmögliche Ergebnisse auch für höchste Anforderungen sicher.

Ihr Mehrwert

• Optimale Lötergebnisse vor allem bei komplexen Bauteilen durch Nutzung des gesamten straschu Know-hows. Profitieren Sie von einer starken Elektronikgruppe und nutzen die Kompetenzen bzw. Ressourcen unserer eigenen Schablonenfertigung für Ihr Produkt.

Fehlerfreie Baugruppen – dafür setzen wir hochpräzise Prüfverfahren ein. Dabei kommt es besonders auf die Kombination der unterschiedlichen Testverfahren an. Entsprechend Ihrer individuellen Anforderungen lassen sich durch die Kombination aus optischen und elektrischen Testverfahren eine entsprechende Testabdeckung und Testtiefe realisieren – immer im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit. Auf Wunsch kennzeichnen wir Ihre Baugruppen individuell nach Ihren Anforderungen und liefern bei Bedarf erforderliche Nachweise wie beispielsweise Prüfzertifikate.

Auch bei der Prüfmittelkonzeption unterstützen wir Sie:

• Erarbeitung maßgeschneiderter Prüfkonzepte
• Erstellung von Serientestprozeduren, Prüfspezifikationen, Prüfanweisungen und Prüfprogrammen
• Aufbau von Prüfadaptern und Prüfgeräten
• Testequipment (z. B. Prüfmodelle, Prüfsoftware, Prüfadapter, Prüfgeräte)
• Realisierung individueller Prüfelektronik
• Protokollierung der Prüfdaten für garantierte Rückverfolgbarkeit

Ihr Mehrwert

• Optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis, da Teststrategien bereits im Designprozess berücksichtigt werden.
• Transparenz in allen Bereichen: Neben den gängigen Baugruppentests im Prüffeld können Sie mittels einer Querschliffanalyse vorgegebene Qualitätskriterien Ihrer Leiterplatten (Schichtdicken, Integritäten etc.) in unserem straschu Schlifflabor überprüfen lassen.
• Reduzierte Kosten durch präzise und schnelle Fehlerlokalisierung.

Optische Beurteilung der elektronischen Baugruppen nach strengen Kriterien der IPC A 610 Richtlinie durch erfahrene Prüfer, unterstützt durch unterschiedliche Hilfsmittel, die eine Schrägbetrachtung erlauben – von der Leuchtlupe bis zum kameragestützten SMD-Mikroskop.

Kurzum, für jede optische Prüfung haben wir das optimale Equipment für Ihre Baugruppen.

Einsatzgebiet

• Aufdecken sichtbarer Fehler (z. B. fehlende Bauteile, falsche Bauteile oder verpolte bzw. verdrehte Bauteile)
• Qualitative Beurteilung von Lötstellen nach festgelegten Vorgaben, z. B. IPC-Norm (IPC-A-610 Klasse II und III)

Beim In-Circuit-Test werden die Schaltungen einer bestückten Baugruppe mittels eines baugruppen-spezifischen Prüfadapters (Adaptertest) nach dem Nadelbettprinzip elektronisch geprüft. Erkannt werden fehlerhafte Leiterbahnen, Löt- und Bauteilefehler. Aufgrund der sehr aufwändigen Gestaltung des spezifischen Prüfadapters ist der Einsatz typischerweise bei hohen Stückzahlen wirtschaftlich.

Für kleinere Lösgrößen eignet sich das Flying-Probe-Verfahren. Dabei fahren hauchdünne Nadeln einzelne Testpunkte der bestückten Baugruppe an, die vorher in einem CAD-System definiert und programmiert wurden. Durch die freiprogrammierbaren Nadeln entfällt somit die Adapteranfertigung und macht das Verfahren zu einer wirtschaftlichen und zeitsparenden Testalternative.

Prinzip: Komponententest
Voraussetzungen: Nadelbettadapter (bei Adaptertest), ICT Layout
Testschwerpunkt: Analoge Messungen
Anmerkung: Keine sichere Aussage über Funktion. Sehr aufwändige Programmierung für komplexe Bauelemente und Prüfpads (z. B. Kontaktierung an BGAs, QFNs,…)

Zur Prüfung der Funktionsanforderungen einzelner Teilbereiche sowie der kompletten Baugruppe steht im straschu-Prüffeld ein eigenentwickeltes Funktionstestsystem zur Verfügung. Etablierte Messroutinen und eine flexible Programmstruktur in Kombination mit Adapterkassetten reduzieren die individuelle Anpassung auf ein Minimum. In diesem Kontext können wir auch Buskommunikation testen oder Multigruppenfunktionstests durchführen.

Der Universaltestadapter basiert auf den langjährigen Erfahrungen mit eigengefertigten Baugruppen in Bezug auf Prüftiefe, Kosten und Nutzen.

Ihr Mehrwert

• Reduzierung der Testkosten durch modulares Testkonzept
• Geringe Rüstzeiten durch Adapterkassetten
• Stabilität und Alltagstauglichkeit aufgrund erprobter Standardadaptierung
• Gängige Schnittstellen (USB, I²C, RS 232, RS 485,…) „on Board“
• Modernes Bedienkonzept
• Bediensicherheit bei der Installation und dem Serientest

Prinzip: Schaltungstest

Voraussetzungen: Kontaktierung über Nadelbett an nahezu jeder beliebigen Stelle, vorzugsweise an Ein- / Ausgängen. Maximale Baugruppengröße 330 x 270 x 60 mm

Testschwerpunkt: Funktionsfähigkeit

Anmerkung: Funktion kann trotz Fehler gegeben sein. Ausgleich geringerer Testtiefe durch Kombination mit ergänzenden Prüfverfahren.

Um Frühausfälle rechtzeitig zu erkennen, können Ihre Baugruppen einer besonderen Stressbeanspruchung (Burn-In) unterworfen werden, die eine künstliche Voralterung bewirkt.

Der Verlauf der Ausfallrate in Bezug auf die Lebensdauer einer Baugruppe wird typischerweise anhand der sog. Badewannenkurve dargestellt. Diese zeigt zu Beginn (I) und Ende (III) der Lebensdauer eine besonders hohe, in Phase II hingegen eine besonders niedrige und konstante Ausfallrate.

Dieser Effekt kann folgendermaßen begründet werden:

• Phase I (Frühausfälle) – Produktionsfehler, die sich nach kurzer Zeit bemerkbar machen z. B. Kaltlötstellen
• Phase II (Zufallsausfälle) – kaum Verschleiß, Ausfallrate konstant
• Phase III (Verschleißausfälle) -Ausfallrate steigt durch zunehmenden Alterungsverschleiß an

Durch das Burn-In-Verfahren werden mögliche Frühausfälle provoziert, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens nach Inbetriebnahme auf ein Minimum zu reduzieren. Selbstverständlich steht Ihnen dieses Verfahren auch bereits während der Entwicklungsphase (Umwelttests etc.) zur Verfügung. Sprechen Sie uns an.

Prüfung der elektronischen Baugruppen mittels mehrerer Kamerasysteme in Orthogonal- und Schrägsichtbetrachtung sowie verschiedener Beleuchtungstechniken in Verbindung mit Software-Algorithmen zur Auswertung.

Automatische Messfunktionen und Bildvergleiche über Referenzbilder ermöglichen so eine Bewertung der Fertigungsqualität und das Auffinden von Fertigungsfehlern. Selbst feinste Strukturen, ob Chipbauteile der Bauform 01005 oder auch hochpolige Finepitch-Bauelemente werden mit dem Viscom S3088 zuverlässig geprüft. Da jede Baugruppe über einen individuellen Seriennummer-Barcode verfügt, erfolgt eine lückenlose Protokollierung aller Beurteilungen, wodurch diese auch im Nachhinein optimal nachvollzogen werden können.

Einsatzgebiet

• Aufdecken von Lötbrücken, fehlender, falsch bzw. schlecht platzierter oder falsch gepolter Bauteile
• Erkennen kalter oder ungenügend benetzter Lötstellen mittels Grauwertanalyse

Beide Inspektionstechniken verfolgen das Ziel vermeintlich „Unsichtbares“ sichtbar zu machen, doch haben beide Systeme ihre Daseinsberechtigung und kommen bei straschu zum Einsatz.

Bei der BGA-Inspektion können Lötstellen, die flächig unter dem Gehäusekörper des Bauelements platziert sind, beurteilt werden. Die Bildinformation gelangt über einen Lichtleiter und einen Miniaturspiegel, der den Strahlengang um 90° umlenkt zur Kamera, wobei zusätzliche Lichtquellen die Ausleuchtung des Zwischenraums (Leiterplattenoberfläche – Bauteilunterkante) unterstützen.

Im Unterschied zu BGA-Inspektionssystemen wird bei der Röntgenprüftechnik der Prüfling nicht in der Seitenansicht, sondern in der Drauf- bzw. Schrägansicht inspiziert. Als Strahlenquelle dient eine unter dem Prüfling platzierte Röntgenröhre, die das Prüfobjekt durchstrahlt. Der nicht absorbierte Strahlenanteil wird von einem schwenkbaren Detektor erfasst, aufbereitet und als Grauwertbild dargestellt.

Alleinstellungsmerkmale der Prüfverfahren

BGA-Inspektionssystem

• Nichtmetallische Fremdkörper, wie beispielsweise Flussmittelverunreinigungen werden ausschließlich von einem BGA-Inspektionssystem erkannt, da diese Fremdkörper keine nennenswerte Strahlung absorbieren.
• Das tatsächliche Aussehen der ansonsten verborgenen Lötstellen zeigt nur das Endoskopieverfahren. Für die Prozesstechniker ist die Oberflächenstruktur von Lötstellen ein wichtiger Indikator bei der Beurteilung von Lötprofilen.

Röntgenprüfsystem

• Neben der Kontur wird auch die innere Beschaffenheit einer Lötstelle sichtbar und Lufteinschlüsse werden so eindeutig erkannt.
• Stetig steigende Bauteilpackungsdichte verhindert häufig den erforderlichen umlaufenden Freiraum für Endoskop und Lichtquelle.
• Bauformen ohne Lötdepot (Leadless Leadframe Packages oder Quad Flat No Lead Packages) machen die Röntgeninspektion zwingend erforderlich, da die flächig verlöteten Bauelemente keinen Blick unter das Bauteil ermöglichen.
• Gerät erlaubt eine Prüfung der Leiterplatteninnenlagen und Durchkontaktierungen sowie Bondtechnologie
• Kontrolle des Innenaufbaus von aktiven und passiven elektronischen Bauteilen
• Universal einsetzbar für Kabel, mechanische Komponenten, Gehäuse sowie vergossene und beschichtete Baugruppen
• Geeignet für SMT- und THT-Baugruppen

Um eine Elektronik auf ihre Funktion hin zu testen, muss der Prüfling mit Spannung versorgt, Signale an den Schaltungseingängen eingespeist und Messungen an den Ausgängen vorgenommen werden. Bei einer Vielzahl von Anwendungen sind zusätzlich an Messpunkten innerhalb einer Schaltung Signale auf ihre Richtigkeit zu prüfen. Das Boundary-Scan-Verfahren ermöglicht es, diese Messwertaufnahmen vorzunehmen, ohne zusätzliche Prüfleitungen auf der Baugruppe anbringen zu müssen.

Prinzip: Softwaretest
Voraussetzungen: JTAG-Schnittstelle, Boundary-Scan-fähige Bauelemente, kundenspezifisches Testprogramm
Testschwerpunkte: digitale Messung, Gut- / Schlecht-Test, pingenaue Fehlerdiagnose
Anmerkung: keine Analogprüfung

Funktionsprinzip Boundary-Scan

Ihr Umfeld stellt höchste Anforderungen an das Qualitätsmanagement besonders in Bezug auf Prozesssicherheit?

Nutzen Sie den Mehrwert der optionalen Dienstleistung First Article Inspection (FAI). Dabei erfolgt eine Erstbemusterung der unter Serienbedingungen hergestellten Produkte – auf Wunsch auch mit der Stückzahl 1 – nach Ihren technischen und regularischen Erfordernissen. Ein optimaler Fertigungsprozess wird nach Ihren Vorgaben entwickelt und dokumentiert.

Ihr Mehrwert

• Ihre hohen Qualitätsanforderungen können sicher und stabil umgesetzt werden.
• Stabiler Serienanlauf – Qualität von Anfang an.
• Vermeidung von kostspieligen Korrekturen während der laufenden Serie.
• Wir erstellen die Dokumentation nach Ihren Bedürfnissen.

Für Baugruppen, insbesondere im Bereich hochsensibler Messtechnik und optischer Anwendungen, bieten wir Ihnen optional den Service der Baugruppenreinigung.

Für ein optimales Reinigungsergebnis müssen nicht nur Lotpaste, Flussmittel und Reiniger aufeinander abgestimmt sein, sondern ebenso die Reinigungs-, Spül- und Trockenzyklen der Anlage. In der Regel erfolgen in der Feinstreinigungsanlage (Riebesam Typ 23-03T) mehrere Reinigungs- und Spülprozesse mit VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) im Sprühstrahlverfahren.

Ihr Mehrwert

• Optimales Reinigungsergebnis durch enge Verzahnung von Entwicklung, Design und Produktion, da die Auswahl der Bauelemente und deren Anordnung maßgeblich das Resultat beeinflussen (Relais, Schalter, Trimmer häufig nicht waschbar; Medien müssen ablaufen können).
• Sichere nachgeschaltete Prozesse. Nur saubere Oberflächen ermöglichen eine sichere Haftung von Schutzlacken und Beschichtungen.

Um Ihre Baugruppen, Geräte und Systeme nach den neuesten technischen Standards fertigen zu können, investieren wir kontinuierlich in unseren Maschinenpark. Informieren Sie sich auf den folgenden Seiten über die wichtigsten Maschinendaten.