EIPC-Sommerkonferenz 2023: Rückblick auf Tag 1

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Am Vormittag des 15. Juni startete in München nach Abschluss einer informativen und zum Nachdenken anregenden Keynote-Sitzung die EIPC-Sommerkonferenz mit einer Reihe von Präsentationen zum Thema Smart Manufacturing, eingeleitet und moderiert von EIPC-Vorstandsmitglied Dr. Michele Stampanoni. Vizepräsident für strategischen Vertrieb und Geschäftsentwicklung bei der Cicor Group.

DatenmanagementsystemeAndre Bodegom, Geschäftsführer von Adeon Technologies, diskutierte Datenmanagementsysteme für die Echtzeitintegration design- und produktionsgenerierter Prozessergebnisse zur Ertragsverbesserung und Qualitätskontrolle.

Typischerweise erhält der Leiterplattenhersteller Designinformationen im Gerber-Plotformat, einem altmodischen flachen Datenformat ohne große Intelligenz, zusammen mit einer ganzen Liste von Spezifikationen, die der Kunde im gelieferten Produkt umsetzen möchte. Aus den bereitgestellten flachen Daten muss der Hersteller eine Menge Intelligenz aufbauen: Stapelung, Materialbibliothek, Ausrichtung, Überprüfung von Designregeln, Entwurf für Herstellbarkeit, Panelisierung usw. Aus dieser intelligenteren Datenbank erstellt der Hersteller Ausgaben für verschiedene Geräte : Direktbildgeber, Bohrmaschine, elektrischer Tester, optisches Inspektionssystem usw. Alle diese Geräte erzeugen selbst Daten.

„Was tun mit diesen Daten?“ fragte Bodegom. „Im Grunde nicht viel, es sei denn, wir haben ein Problem, dann ist es zu spät.“

AOI-Maschinen erzeugen große Datenmengen, und Adeon hat mit einem großen Gerätelieferanten zusammengearbeitet, um eine Methode zur Analyse der Daten und deren Konvertierung zu entwickeln, um eine nutzbare proaktive Korrektur zu ermöglichen. Er beschrieb einen kontinuierlichen Qualitätsverbesserungszyklus: Echtzeitüberwachung und kontinuierliche Qualitätsdatenerfassung, Echtzeitüberprüfung und -analyse von Qualitätsproblemen, sofortige Korrekturmaßnahmen bei fehlerhaften Prozessen und Umsetzung vorbeugender Maßnahmen zur Erreichung langfristiger Qualitätsverbesserungsziele.

Bodegom ging ausführlich darauf ein, wie künstliche Intelligenz integriert werden kann, um bei der Erkennung häufiger Geräteprobleme auf der Grundlage von Fehlerverteilungsmustern zu helfen, Qualitätsprobleme über mehrere Prozesse hinweg mit komplexen gegenseitigen Abhängigkeiten zu identifizieren und die optimale Prozessroute und -bedingungen für einen bestimmten Auftragstyp vorherzusagen.

Eine damit verbundene Entwicklung ist die Möglichkeit, dynamisch eine integrierte Datenmanagementlösung aus mehrstufigen Daten zu generieren, indem Qualitätskarten von mehreren Anbietern in einer aggregierten eMap zusammengeführt werden, mit Echtzeit-Datenerfassung und automatischer Generierung einer umfassenden Standard-eMap ohne manuelle Datenmanipulation .

Bodegom veranschaulichte den Workflow als Datenpipeline mit einheitlichen Schnittstellenkommunikationsprotokollen und Datenformaten für den Datenaustausch. Die neuen Daten werden kontinuierlich mit den vorgelagerten Prozessdaten zusammengeführt, um die eMap in der zentralen Datenbank zu aktualisieren und das System bietet kumulierte Produktivitäts- und Effizienzeinsparungen entlang des gesamten Prozessablaufs.

Digitaler Zwilling in Kupfergalvanisierungsprozessen Dr.-Ing. Agnieszka Franczak, Spezialistin für elektrochemische Oberflächenbehandlung und Korrosion bei Elsyca, hielt einen sachkundigen und detaillierten Vortrag über das Konzept des digitalen Zwillings in Kupfergalvanisierungsprozessen für eine bessere Prozesskontrolle und ein überlegenes Metallfinish.

Sie begann damit, ihre Terminologie zu klären, indem sie „digitalen Zwilling“ als Darstellung eines realen Systems oder Prozesses definierte, der seinen tatsächlichen physischen Aufbau und seine tatsächliche Leistung widerspiegelte, und reale Referenzdaten verwendete, um Leistungsergebnisse und -probleme vorherzusagen, sodass ein optimiertes System bzw Der Prozess kann in einer sicheren und kurzen Zeitspanne gestaltet werden. Sie identifizierte die Galvanisierung als einen elektrochemischen Prozess, der durch die Reduktion von im Elektrolyten vorhandenen Kationen mittels eines elektrischen Gleichstroms eine metallische Beschichtung auf einem Substratmaterial erzeugt.

Franczak erörterte die Leistungsbewertung von Galvanikprozessen durch ein digitales Zwillingskonzept im Kontext der Industrie 4.0-Prinzipien, bei denen eine durchgängige technische Optimierung durch die Nutzung von Erkenntnissen aus Mixed Reality und Daten aus Interaktionen digitaler Prozesszwillinge zur Simulation von Designänderungen und kontinuierlichen Verbesserungen erreicht wurde Produktionsqualität und Anlagenleistung.

Das Konzept des digitalen Zwillings ermöglicht es Herstellern, interne Prozesse virtuell zu vernetzen und gleichzeitig an physischen und virtuellen Modellen zu arbeiten, um Änderungen vorzunehmen. Es lässt sich leicht in Prozesse über Lieferketten hinweg einbinden und ermöglicht es Produktingenieuren, mithilfe von Mixed Reality zu erleben, wie Produkte im Betrieb funktionieren.

Im Fall der PCB-Kupfergalvanisierung sammelte Franczak umfassende Informationen zu Galvanisierungsbädern, Einzelheiten zur Infrastruktur des Galvanisierungstanks, Elektrolytattribute, Prozessparameter und Auftragsdaten. Es war notwendig, die elektrochemische Leistung des Galvanisierungsbades sowie die Badleitfähigkeit und Prozesseffizienz zu erkennen, damit eine bessere Prozesskontrolle erreicht werden kann. Das elektrochemische Verhalten wird durch die Polarisationsdaten dargestellt, ausgedrückt als Stromdichte-Spannungs-Kurven, die während Laborexperimenten gesammelt wurden. Sie demonstrierte grafisch den Einfluss der Badbewegung auf die elektrochemische Reaktion und den Einfluss der Stromverteilung auf die Ablagerungsdicke. Das Konzept des digitalen Zwillings ermöglicht eine prädiktive Modellierung und Simulation der Stromdichteverteilung und der daraus resultierenden Dickenverteilung des Kupfermetalls. Die Analyse der Plattierbarkeit im Vorfeld erleichtert die Entwicklung eines zweckmäßigen Abhilfeplans und die Validierung einer verbesserten Prozessstrategie.

Abwasserrecycling Alex Stepinski, Pionier und Innovator der Fabrikautomatisierung, war stets ein inspirierender Referent auf EIPC-Konferenzen und hat sich auf das Abwasserrecycling spezialisiert. Er gab einen Leitfaden für die Umstellung bestehender europäischer PCB-Fertigungsanlagen auf eine umweltfreundliche Verarbeitung ohne Flüssigkeitsausstoß zu 100 %. Jüngste Entwicklungen bei der Gestaltung von Recyclingsystemen durch größere Green-Field-Projekte in den USA haben neue Möglichkeiten für die wirtschaftliche Modernisierung europäischer Abwasseraufbereitungsanlagen geschaffen, und Stepinski ist bereit, Unterstützung auf gemeinnütziger Basis mit dem Ziel anzubieten, dies zu erreichen Abfall loswerden.

Er beschrieb das Gesamtsystem und hatte bereits in der Praxis bewiesen, dass für bis zu Hunderte von Panels pro Stunde der Leiterplattenproduktion nur 0,2–1,0 Kubikmeter Wasser pro Tag benötigt werden.

Ein fortschrittlicher Oxidationsprozess wird verwendet, um organische Stoffe zu entfernen und Chelate aufzubrechen. Anschließend entfernen Absetzer und Filter Metallhydroxide und andere suspendierte Feststoffe. Ein Membransystem gewinnt 99 % der Flüssigkeit als hochreines entionisiertes Wasser zurück und das restliche 1 % wird durch Vakuumdestillation zurückgewonnen, wodurch ein fester Schlamm zurückbleibt. Ein Entwässerungssystem gewinnt gelöste Metalle zurück und kann in kleinere Einheiten aufgeteilt werden, um auch einzelne Metalle für einen höheren Wiederverkaufswert zurückzugewinnen.

Stepinski erläuterte ausführlich jede Phase des Prozesses: Die neueste fortschrittliche Oxidationsprozesstechnologie kann alle restlichen organischen Stoffe aus PCB-Betrieben entfernen, und zwar zu durchschnittlichen Kosten pro Kubikmeter von 50 Cent bis 1 US-Dollar, wenn eine Produktion mit vollständig geschlossenem Kreislauf betrieben wird. Die organischen Stoffe werden in CO2 zerlegt, das bei Bedarf auch wieder abgeschieden werden kann. Der Stand der Technik nutzt die Wasserstoffperoxid-Elektrolyse plus UV, ohne dass Chemikalien erforderlich sind. Das System zur vollständigen Entfernung suspendierter Feststoffe besteht aus einem herkömmlichen Klär- und Sandfilterverfahren. Das Membransystem nutzt Umkehrosmose mit mehreren Durchgängen zusammen mit Elektroentionisierung, einem kontinuierlichen, chemikalienfreien Prozess und Elektrodialyse. Die Vakuumdestillation ist der entscheidende Schritt, der den Kreislauf schließt. Ein versiegelter Behälter enthält eine Schnecke, die das Endkonzentrat unter Hochtemperaturvakuum in einen betonähnlichen Schlamm umwandelt, während das Destillat in den fortgeschrittenen Oxidationsprozess zurückgewonnen und als normales schmutziges Spülwasser wiederaufbereitet wird. Die Schlammentwässerung kann mit Zentrifugen automatisiert werden.

Er berichtete, dass in den letzten fünf Jahren Systeme in vier neuen Fabriken in den USA eingesetzt wurden und die US-amerikanischen EPA-Audits bestanden haben. Ab Mai 2023 laufen die ersten Projekte in Europa und Asien. Er schätzte, dass die Gesamtinvestitionen des Systems und die zehnjährige Wartung ohne EU-Förderung durch drei bis zehn Jahre an OPEX-Einsparungen gedeckt werden.

Fortschrittliche Verpackung„Fortschrittliche automatisierte Systeme für feine Linien- und Platzanforderungen in HDI- und Paketsubstraten“ lautete der Titel des gemeinsamen Vortrags von Andreas Schatz und Dirk Ruess, globale Produktmanager für Geräte bei MKS-Atotech.

Ihre Darstellung der Markttrends deutet darauf hin, dass der Anteil der Verpackungssubstrate am PCB-Markt weiter wachsen wird. Ruess erörterte Technologietrends bei hochdichten Verbindungen und substratähnlichen Leiterplatten, wobei sich Linien und Zwischenräume von mSAP über amSAP bis hin zu amSAP Embedded Trace auf das 15-Mikrometer-Niveau bewegen, und beschrieb das MKS-Atotech-Geräteportfolio, klassifiziert nach Produktionstechnologie. Er listete die allgemeinen Vorteile kontinuierlicher Transportsysteme auf, insbesondere hinsichtlich der Konsistenz und verbesserten Gleichmäßigkeit.

Schatz äußerte sich ausführlich zu horizontaler Ausrüstung für fortschrittliche HDIs und ICs, die einen zuverlässigen Dünnplattentransport, eine gleichmäßige, stabile und effektive Flüssigkeitsleistung, chemische Überwachung und Kontrolle sowie Partikelvermeidung bietet. Der reduzierte Platzbedarf minimiert den Ressourcenverbrauch und die intelligente Nutzung von Prozess- und Produktionsdaten ermöglicht eine intelligente Produktion.

Ruess diskutierte das alternative vertikale System mit kontinuierlichem Transport für die elektrolytische Kupferverarbeitung, das seiner Meinung nach die beste Option für die fortschrittliche HDI- und IC-Substratproduktion ist. Mit einem hohen Automatisierungsgrad bietet das System eine hervorragende Fähigkeit zur Herstellung dünner Platten mit hoher Streuung, hervorragender Verteilung und guter Durchgangslochfüllung.

Die Fähigkeit von Atotech, ein komplettes Paket an Ausrüstung und Chemie zu liefern, erleichterte die Optimierung des Prozesses für fortschrittliche HDI- und IC-Substrattechnologien und die neuen industriellen digitalen Lösungen in seiner Digital Factory Suite sorgen für höhere Betriebseffizienz, weniger ungeplante Ausfallzeiten, höhere Qualität, weniger Ausschuss usw optimierter Energieverbrauch.