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Fakultät Maschinenbau

Effizienzsteigerung in der Elektronikfertigung durch interdisziplinäre Zusammenarbeit

Auf dem Foto ist ein industrieller Lotpastendrucker zu sehen, der gerade eine Leiterplatte (PCB) bearbeitet. In der Mitte befindet sich eine Metallrakel, die Lotpaste über eine Schablone streicht. Die Anlage ist präzise aufgebaut, mit sichtbaren Schrauben, Kabeln und mechanischen Komponenten, die den automatisierten Druckprozess unterstützen. Die Arbeitsfläche zeigt deutlich Spuren der aufgetragenen Lotpaste. © IPS​/​TU Dortmund
Datenbasierte Prozessanalysen in Kombination mit Domänenwissen aus der Elektronikfertigung ermöglicht eine deutliche Effizienzsteigerung bei gleichbleibend hoher Produktqualität.

In der Elektronikfertigung ist die kontinuierliche Optimierung der Produktionsprozesse von zentraler Bedeutung. Im Rahmen eines Projekts zur datengetriebenen Prozessverbesserung wurde untersucht, wie sich die Durchlaufzeit in einer Surface Mounted Technology (kurz: SMT)-Linie reduzieren lässt, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen.

Im Mittelpunkt stand dabei der Lotpastendrucker, welcher zu über 60 % aller Qualitätsabweichungen verantwortlich ist. Ein interdisziplinäres Team aus Fachexpert:innen, IT-Spezialist:innen und Data Scientists analysierte gemeinsam die relevanten Prozessparameter, darunter Rakelgeschwindigkeit und -druck. Mithilfe strukturierter Datenanalysen und experimenteller Testreihen konnten Zusammenhänge zwischen Prozesszeit und Druckqualität identifiziert werden.

Besonders wichtig war die Rolle des sogenannten Citizen Data Scientist, der als Schnittstelle zwischen Fertigung und Datenanalyse fungierte. Durch gezielte Visualisierungen und gemeinsame Workshops konnten komplexe Datenbeziehungen für die Fachabteilungen greifbar und datenbasierte Entscheidungen ermöglicht werden.

Als Resultat konnte die Prozesszeit des Lotpastendruckers pro bedruckter Leiterplatte im hohen einstelligen Sekundenbereich reduziert werden, wodurch die Gesamtproduktivität der SMT-Linie deutlich stieg. Gleichzeitig blieb die Druckqualität innerhalb der geforderten Toleranzen.

Das Projekt zeigt exemplarisch, wie datengetriebene Ansätze – in Kombination mit tiefem Prozessverständnis und klarer Kommunikation – zu nachhaltigen Verbesserungen in der Elektronikfertigung führen können.