ASMPT
Lotpastendruck: Solide Basis für Qualität und Effizienz
Der Lotpastendruck ist der erste Prozess in der SMT-Fertigungslinie – und er ist der anspruchsvollste. Wer hier effektiv optimiert, kann den Wettbewerb im Rennen um die besten Aufträge hinter sich lassen.
Neben Präzision und Prozessstabilität kommt es hier vor allem auch auf den operator-freien Betrieb an. Deshalb hat ASMPT den gesamten Druckprozess detailliert unter die Lupe genommen und adressiert mit der »TQ«-Plattform gezielt diesen Hotspot in der SMT-Fertigung.
Dass gerade beim Lotpastendruck noch viel Optimierungspotenzial besteht, zeigt die Statistik: Nach wie vor lässt sich die Mehrzahl aller Fehler in der SMT-Fertigung diesem Prozessschritt zuordnen. Das kommt nicht von ungefähr: Der Lotpastendruck wird von verschiedensten Umgebungsparametern beeinflusst und ist daher permanenten Schwankungen unterworfen. Er muss also ständig überwacht und nachgeregelt werden – und zwar bevor die Ergebnisse den Toleranzbereich verlassen. Denn anspruchsvolle Kunden, zum Beispiel aus der Automobilindustrie, akzeptieren keine nachbearbeiteten Produkte.
Dennoch eignet sich der Lotpastendruck aufgrund seines ausgewogenen Verhältnisses von Präzision, Kosten und Zuverlässigkeit für die Herstellung moderner Leiterplatten in der Elektronikfertigung und ist nach wie vor die bevorzugte Technik. In der heutigen Wettbewerbssituation reicht es jedoch bei weitem nicht mehr aus, höchste Qualität zu liefern. Mindestens ebenso wichtig ist eine hocheffiziente Produktion. Obwohl viele Prozesse bereits automatisiert gesteuert und optimiert werden können, erfordert das etablierte Verfahren immer noch viele manuelle Eingriffe, wie das Wechseln und Reinigen von Schablonen und Rakeln oder das Nachfüllen von Lotpaste und Reinigungsmitteln.
Die wesentlichen Optimierungsziele waren dabei:
- Sicherung einer konstanten Qualität
- Erhöhung der Verarbeitungskapazität
- Möglichst langer Betrieb ohne manuelle Eingriffe
Präziser Lotpastenprint, kleiner Footprint
Mit einer Ausrichtungsgenauigkeit von ±12,5 µm bei 2 Cmk und einer Nassdruckgenauigkeit von ±17,0 µm bei 2 Cpk gehört die TQ-Plattform von DEK zu den präzisesten Lotpastendruckern auf dem Markt. Die Genauigkeit jeder einzelnen Maschine wird vor der Auslieferung extern vermessen und mit einem Zertifikat bestätigt.
Jobangebote+ passend zum Thema
Die »TQ L« von DEK bietet Elektronikfertigern neue Freiheitsgrade beim Bedrucken von Leiterplatten bis zu einer Größe von bis zu 600 mm × 510 mm. Die bedruckbare Fläche misst dabei 560 mm × 510 mm.
Trotz des großen Formats beträgt die maximale Kerntaktzeit nur 6,5 s. Die mit einer kleineren Druckfläche ausgestattete »TQ« von DEK bringt es sogar auf 5 s. Hinter diesem Benchmark-Ergebnis steckt viel Optimierungsarbeit: In allen »TQ«-Druckern arbeiten hochpräzise Linearantriebe, ein neues Off-Belt-Druckverfahren, innovative Klemmsysteme, fortschrittliche Druckköpfe mit integrierter Pastenhöhen- und Rakeldruckkontrolle sowie die »NuMotion«-Steuerung von ASMPT mit Lichtwellenleiterverkabelung.
Für mehr Durchsatz sorgt auch das dreistufige Transportsystem: Es befördert drei Leiterplatten (bis 250 mm Länge beim »TQ« und bis 300 mm beim DEK »TQ L«) in einem Durchgang. Während die Leiterplatte im mittleren Segment bedruckt wird, wird gleichzeitig eine neue Leiterplatte eingefahren und die zuvor bedruckte entladen. Für längere Leiterplatten bis zu einer maximalen Länge von 400 bzw. 600 mm nutzt der Drucker automatisch den einstufigen Transport. Das universelle und flexible Klemmsystem »All Purpose Clamping« (APC) von DEK passt sich durch softwaregesteuerte Linearantriebe automatisch der Leiterplattenform und -stärke an. All das auf einer Stellfläche von 1,3 m x 1,5 m. Bei Bedarf können auch zwei »TQ«-Drucker back-to-back an der Linie stehen. Das bedeutet: doppelte Kapazität bei nur unwesentlich mehr Platzbedarf.
Mit Schnittstellenstandards, wie zum Beispiel »IPC-HERMES-9852« oder »IPC-CFX«, fügt sich die Druckerplattform »TQ« in das Konzept der intelligenten Fertigung von ASMPT ein, das durch integrative Datennutzung ein höheres Qualitätsniveau, stabilere Prozesse, einen reibungslosen Materialfluss und eine Entlastung der Mitarbeitenden erzielt.
Mehr als acht Stunden operator-freier Betrieb
ASMPT setzt auf offene Schnittstellen und technische Innovationen, um die knappen Fachkräfte von unnötigen Routineaufgaben zu entlasten. Die »TQ«-Printer können in Verbindung mit dem SPI-System »Process Lens« von ASMPT in einer direkten Closed-Loop-Optimierung auf der Basis der ermittelten Messwerte selbstständig eine kontinuierliche Versatzkorrektur durchführen.
Die effiziente Hochgeschwindigkeits-Unterschablonenreinigung (USC) mit eigenen Linearantrieben arbeitet nicht nur schneller als herkömmliche Systeme, sondern sorgt mit einer 22 m langen Vliesrolle und einem Reinigungsmittelvorrat von 7 l auch dafür, dass das Reinigungssystem eine komplette Schicht lang ohne Operator auskommt.
Manuelle Eingriffe reduzieren zudem die automatische und flexible Unterstützung für das Setzen von Pins mit Verifikation der Pin-Position und -Höhe. Zwei Pin-Größen (Durchmesser 4 und 12 mm) werden in einem 30er-Magazin im »TQ« bereitgehalten. Das Magazin des »TQ L« fasst aufgrund der größeren Leiterplatten bis zu 60 Pins.
Das Pastenmanagement wurde komplett automatisiert. Ein Dual Access Cover ermöglicht zudem den Austausch von Lotpastenkartuschen im laufenden Betrieb. Ein seitlich verschiebbares Haubenteil gewährt den vollen Zugriff auf die Spendereinheit, während die Haube über dem Rest des Druckers geschlossen bleibt und die Maschine weiterarbeiten kann. Automatisches Pastenmanagement und Dual Access Cover amortisieren sich im Vergleich zur manuellen Bedienung oft schon nach wenigen Monaten.
Automated Paste Transfer und Quick Changeover Squeegee
Mit einer einfachen Automatisierungsoption beschleunigt ASMPT den Produktwechsel: Bei der Umrüstung im Lotpastendrucker muss die auf der zu wechselnden Schablone verbliebene Lotpaste auf die neue Schablone übertragen werden. Dies geschah bisher mit einem Spatel von Hand. Dabei wurde meist nicht die gesamte Restmenge erfasst und die Paste oft auch nicht optimal auf die neue Schablone aufgetragen. Zudem bestand immer die Gefahr, dass die Paste verunreinigt wurde oder an der falschen Stelle landete, was zu Kurzschlüssen und Fehlfunktionen führen konnte.
Die neue Paste-Transfer-Einheit »Quick Changeover Squeegee« für die »TQ«-Platform vereinfacht diesen Prozess: Die Paste wird bei jedem Schablonenwechsel vollautomatisch übertragen, sofern die Prozessparameter dies zulassen.
Dazu wird die Paste mit der Rakel auf eine Transfereinheit geschoben und von dort wieder mit der Rakel auf die neue Schablone aufgebracht. Anschließend reinigt sich das System automatisch von Pastenresten mit Hilfe der Unterseitenreinigung. Das neue Pastentransfersystem kann mit geringem Aufwand bei allen Lotpastendruckern der »TQ«-Plattform nachgerüstet werden. Es entlastet nicht nur die Mitarbeitenden, sondern verringert auch den Pastenverlust um bis zu 20 Prozent.
Optimiert hat ASMPT auch den Rakelwechsel: Die bisher mit zwei Flügelschrauben befestigte Rakel wird nun beim Herausfahren aus der Maschine automatisch entriegelt. Danach kann sie mit einem Handgriff gewechselt werden. Die Wechselzeit reduziert sich dadurch um bis zu 20 Prozent.
Das ist nicht zu unterschätzen, denn pro Produktionsschicht sind nicht selten mehrere Rakelwechsel an einer Maschine erforderlich. Eine mechanische Codierung verhindert zudem ein falsches Einsetzen der Rakel. »Quick Changeover Squeegee« kann innerhalb von ca. 30 Minuten nachgerüstet werden und ist sowohl für die »TQ«- als auch für die »TQ L«-Plattform erhältlich.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
ASMPT
Feindrahtbonden von hochdichten Substraten
Wichtiger Schritt für Souveränität
AT&S nimmt erstes Substrat-Werk Europas in Betrieb
Photocad
Zehn Jahre SMD-Druckschablonen aus Berlin
Booster für die KI-Revolution
ASMPT setzt auf Fan-Out-Packaging
