Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Fertigungslinie einrichten und Kennzahlen

SMD-Fertigungslinie einrichten: Drucker, SPI, Bestücker, Reflow, AOI, Rüsten, Rückverfolgbarkeit und Kennzahlen zu Zeit und Material.

21 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Eine typische SMD-Linie besteht aus Leiterplattenmagazin, Schablonendrucker, Lotpasteninspektion (SPI), Bestückungsautomat, Reflow-Ofen und automatischer optischer Inspektion (AOI). Das SPI misst Höhe, Fläche und Volumen der gedruckten Paste, bevor teure Bauteile aufgesetzt werden. Die AOI prüft nach dem Löten auf fehlende, verdrehte oder falsche Bauteile und Lötfehler.

Beim Umrüsten auf ein neues Produkt lädst du die Programme, rüstest Schablone und Feeder, prüfst die Feederbelegung, fertigst ein Erstmuster, gibst es nach Prüfung frei und startest erst dann die Serie. Fehlbestückungen vermeidest du durch Scannen von Rolle und Feederplatz, Abgleich mit der Stückliste und Erstmusterprüfung. Ein Data-Matrix-Code auf jeder Leiterplatte sorgt für Rückverfolgbarkeit: Jede Station speichert Daten zur Seriennummer, sodass sich bei einer Reklamation genau nachvollziehen lässt, welche Rollen, Profile und Prüfergebnisse betroffen waren.

Für die Planung rechnest du Zeiten und Material. Die Auftragszeit setzt sich aus Rüstzeit und Stückzeit mal Menge zusammen. Die Bestückzeit je Leiterplatte folgt aus der Bauteilzahl und der Bestückleistung des Automaten. Beim Material rechnest du Abwürfe beim Aufnehmen mit ein.

Das solltest du dir merken

SPI prüft die Lotpaste, AOI die fertige Lötstelle und Bestückung.
Serie erst nach freigegebenem Erstmuster.
Rückverfolgbarkeit über einen eindeutigen Code auf jeder Leiterplatte.
Auftragszeit ist Rüstzeit plus Menge mal Stückzeit.

Formeln

Auftragszeit: $T = t_{r} + m \cdot t_{e}$; $T$ Auftragszeit, $t_{r}$ Rüstzeit, $m$ Menge, $t_{e}$ Stückzeit, alle Zeiten in derselben Einheit
Bestückzeit je Leiterplatte: $t = \frac{n}{L} \cdot 3600 s/h$; $t$ Zeit in s, $n$ Bauteile je Leiterplatte, $L$ Bestückleistung in Bauteilen pro Stunde
Materialbedarf mit Abwurf: $N = m \cdot n \cdot (1 + a)$; $N$ benötigte Bauteile, $m$ Anzahl Leiterplatten, $n$ Bauteile je Leiterplatte, $a$ Abwurfquote als Zuschlag in Dezimalzahl (0,5 % sind 0,005)

Typische Fehler in der Prüfung

Rüstzeit in Minuten und Stückzeit in Sekunden ohne Umrechnung addiert.
Bei der Frage nach möglichen Leiterplatten aufgerundet; eine unvollständig bestückte Platte zählt nicht.
SPI und AOI in Aufgabe oder Position in der Linie vertauscht.
Serie ohne Erstmusterfreigabe gestartet.

Tipps aus der Werkstatt

Stückzahlaufgaben Schritt für Schritt: Bauteile pro Stunde durch 3600 ergibt Bauteile pro Sekunde, dann mit der Anzahl je Platine rechnen. Beim Nutzen immer Panels mal Platinen pro Panel mal Stunden mal Schichten, Reihenfolge egal, aber jeden Faktor einmal.
Feuchteempfindliche Bauteile (MSL) haben nach dem Öffnen eine begrenzte Floor-Life; danach müssen sie vor dem Reflow getrocknet werden, sonst platzt das Gehäuse (Popcorn-Effekt). Vor Serienstart gehört immer ein Erstmuster mit Prüfung und Freigabe.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

21 Aufgaben zu „Fertigungslinie einrichten und Kennzahlen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Geräte und Systeme 18.12.2020, Lernfeld 10; IPC-A-610 (Abnahmekriterien). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.