Hochflexible Fertigung
Neue Materialien erfordern neue Bestückungsmethoden
Die Miniaturisierung und Individualisierung elektronischer Bauteile zieht Veränderungen in der Bestückung nach sich: Die Maschinen müssen in der Lage sein, immer kleinere, variantenreiche Komponenten mit hoher Genauigkeit zu platzieren.
High-Mix-Produktion lautet der Fachausdruck dafür: Moderne Bestückungsmaschinen müssen schnell und effizient zwischen verschiedenen Produktionsaufträgen wechseln können, ohne dabei an Genauigkeit oder Geschwindigkeit zu verlieren. Die Firma Meinberg Funkuhren, spezialisiert auf die Entwicklung und Fertigung elektronischer Module und Systeme für die Zeit- und Frequenzsynchronisation, setzt dies in ihrer Fertigung um.
»Wenn beim Serienmarathon das Bild zum Ton passt, das Smartphone sekundengenau dieselbe Uhrzeit wie das Tablet anzeigt, auf einer Autofahrt ohne Verbindungsunter-brechung telefoniert werden kann oder eine Überweisung in Echtzeit beim Empfänger ankommt – dann sind mit hoher Wahrscheinlichkeit Produkte von Meinberg dafür verantwortlich«, erklärt Heiko Gerstung, Managing Director von Meinberg Funkuhren. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt für diese Anwendungsfälle Server und dazugehörige elektronische Module für komplexe Synchronisationsanforderungen.
Meinberg benötigt eine äußerst präzise Leiterplattenbestückung, um sicherzustellen, dass die elektronischen Signale korrekt übertragen werden können. Dazu sind hochpräzise Bestückungsmaschinen erforderlich.
Gleichzeitig führt eine wachsende Nachfrage nach den Meinberg-Produkten dazu, dass in immer kürzerer Zeit und höherer Geschwindigkeit gefertigt werden muss. »Die Bestückungsgeschwindigkeit unserer bisher eingesetzten Maschinen war perspektivisch zu gering. Daher haben wir bereits im Jahr 2019 eine neue SMT-Linie mit zwei Bestückungsautomaten »Aimex IIIc« von Fuji eingeführt. Vor zwei Jahren haben wir sie um zwei weitere dieser Maschinen ergänzt«, erklärt Heiko Gerstung.
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Flexible High-Mix-Produktion einfach möglich
Flexible High-Mix-Produktion einfach möglich Die Aimex IIIc ist auf eine High-Mix-Produktion ausgelegt und ermöglicht jegliche Art der Produktion und Änderungen in den verwendeten Gehäuseformen. Sie unterstützt in einer Maschine die Bearbeitung von kleinsten Chip-Komponenten bis zu großen Bauteilen. Alle Bestückungsköpfe sind mit dem »Intelligent Parts Sensor« ausgestattet. So ist eine lückenlose Überwachung vom Abholen der Bauteile bis zur Platzierung sichergestellt. Die DX-Köpfe sind hochflexibel und wechseln vollautomatisch die Werkzeuge von Dispensaufgaben über mechanische Greif-Werkzeuge für Odd-Form-Bauteile bis hin zu Chip-Shooter-Aufgaben. Die Anlagen eröffnen zudem hohe Flexibilität. So können z. B. die Bestückungsköpfe ohne Werkzeug in wenigen Minuten für eine optimale Maschinenkonfiguration angepasst werden. Damit konnte innerhalb kurzer Zeit die Bestückungsleistung vervielfacht werden.
Neue Materialien und Miniaturisierung
Zukünftige Trends in der Leiterplattenbestückung werden unter anderem von Fortschritten in der Materialwissenschaft und der fortschreitenden Digitalisierung geprägt sein. Neue Materialien und Miniaturisierungstechniken werden noch präzisere und leistungsfähigere Techniken erfordern.
Ein wesentlicher Treiber ist die Nachfrage nach immer kompakteren Endgeräten. Smartphones, Wearables und das Internet der Dinge (IoT) verlangen nach extrem kleinen, aber dennoch hochleistungsfähigen Komponenten. Diese Entwicklung bewegt Hersteller dazu, neue Technologien und Materialien zu erforschen und zu implementieren.
Das bringt auch einen Fortschritt in der Materialwissenschaft mit sich. Neue Materialien wie Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren und organische Halbleiter eröffnen nie dagewesene Möglichkeiten. Diese Materialien bieten außergewöhnliche elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften, die in der traditionellen Silizium-basierten Elektronik nicht erreicht werden können. Dies führt zu schnellerer, effizienterer und langlebiger Elektronik, die bestückt werden will.
Die Zukunft der Elektronikindustrie muss daher von fortschrittlichen Fertigungstechniken geprägt sein. Fuji entwickelt deshalb Bestückungsmaschinen, die auf die Beherrschung der Komplexität, Individualisierung und Miniaturisierung in der SMT-Fertigung ausgelegt sind. Neben Flexibilität, Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsbestückung richtet Fuji seine Bestückungsmaschinen immer mehr auch auf Energieeffizienz im Sinne der dringend erforderlichen Energiewende in der Industrie aus.
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