Leiterplattenhersteller Becker&Müller

Kundenspezifische Leiterplatten in Übergröße

1. Dezember 2022, 21:22 Uhr | Andreas Knoll
Durch Öffnen der Serviceklappe der CNC-Bohr- und Fräsmaschine wird Kapazität für die erweiterten Dimensionen der Panels geschaffen.
Durch Öffnen der Serviceklappe der CNC-Bohr- und Fräsmaschine wird Kapazität für die erweiterten Dimensionen der Panels geschaffen.
© Becker&Müller

Der Leiterplattenhersteller Becker&Müller hat sich mit gut 20 Mitarbeitern auf die Entwicklung „besonderer“ Leiterplatten fokussiert: Sondertypen, Prototypen, Muster, Speziallösungen, kundenspezifisch und in kurzer Zeit. Dazu gehören auch Leiterplatten in Übergröße bis 427 x 884 mm.

Wenn derart große Leiterplatten zu fertigen sind, gelangen komplett automatisierte Prozesse an ihre Grenzen: »Bei PCBs in diesen Dimensionen kommen bei uns auch manuelle Fertigungsschritte hinzu«, erklärt Geschäftsführer Janik Becker, der das Familienunternehmen in mittlerweile dritter Generation führt. »Zwar fertigt auch der Wettbewerb Leiterplatten in solchen Größen - aber eben erst ab sehr hohen Stückzahlen. Wir bieten das unseren Kunden auf Wunsch auch schon ab Losgröße 1.« Als Prototypenfertiger beruft sich Becker&Müller auf einen wichtigen Vorteil gegenüber Serienfertigern – die hohe Flexibilität.

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Der Fertigungsnutzen einer 847 mm langen doppelseitigen Leiterplatte, präsentiert vom Geschäftsführer Janik Becker.
Der Fertigungsnutzen einer 847 mm langen doppelseitigen Leiterplatte, präsentiert vom Geschäftsführer Janik Becker.
© Becker&Müller

Dabei liegen die technischen Herausforderungen bei der Herstellung von Leiterplatten in Übergröße für den in Steinach im Kinzigtal (Schwarzwald) ansässigen Familienbetrieb auf mehreren Ebenen. Zum einen überschreiten die Ausmaße die Kapazitäten gewöhnlicher Bearbeitungsmaschinen, so dass der Arbeitsbereich von CNC-Maschinen und Direktbelichter erweitert werden musste. Das hat Auswirkungen auf die Anlage der Daten im Design-for-Manufacturing-Prozess (DFM). »Die Daten werden für jeden Layer halbiert«, erläutert Becker. »Durch diese Segmentierung der Panels verdoppeln sich zahlreiche Arbeitsschritte.« In Verbindung mit den großen Dimensionen stellt dies erhöhte Anforderungen an die Prozesssicherheit, wie Becker verdeutlicht: »So haben wir etwa Registrierbohrungen und -Marker implementiert, um die mechanische Präzision zu gewährleisten, ganz besonders im Hinblick auf einen nahtlosen Übergang des Layouts in der Mitte des Panels. Beim Einbringen der Registrierbohrungen ist besonders hohe Genauigkeit gefragt, weil diese im Nachgang zur Strukturierung des Layouts sowie zur Positionierung weiterer Registriermarker für die folgenden Bearbeitungsschritte verwendet werden.« Mit diesem Prozess wird sowohl die Einhaltung von Positionstoleranzen <20 μm zwischen Bohr und Leiterbild als auch ein Line and Space von 75 μm realisierbar. Wegen der Größe der Panels erfolgt das Handling zwischen den Prozessschritten sowie die Bestückung der Maschinen zum Großteil manuell. »Um dabei die Fehlerwahrscheinlichkeit auf ein Minimum zu reduzieren, haben wir einen Poka-Yoke-Ansatz zur Fehlervermeidung realisiert.« Zum anderen kommen gewöhnliche Oberflächen-Behandlungen an ihre Kapazitätsgrenze. Auch hier hat Becker&Müller innovative Lösungen entwickelt, um die Panels mit sämtlichen Standard-Endoberflächen beschichten zu können.

Flex-Leiterplatten in Übergröße erfordern besonderes Handling: Manuell und teils durch die Hände mehrerer Spezialisten.
Flex-Leiterplatten in Übergröße erfordern besonderes Handling: Manuell und teils durch die Hände mehrerer Spezialisten.
© Becker&Müller

»Für unsere Flex-Leiterplatten haben wir zudem spezielle Konstruktionen für Handling, Transport und maschinelle Bearbeitung entwickelt, um auch hier unsere gewohnte Qualität umfänglich gewährleisten zu können.« An dieser Stelle profitiert das Team von der Erfahrung und Expertise des Gründers und ehemaligen Geschäftsführers Xaver Müller, der sich aus der ersten Reihe zurückgezogen hat, seine langjährigen Entwicklungskompetenzen im Bereich der Leiterplattenfertigung aber weiterhin miteinbringt. »Im Grunde hat Xaver Müller durch ein spezielles Kundenprojekt im Bereich der Flex-Leiterplatten, das diese großen Dimensionen erforderte, unsere Kompetenzen in diesem Bereich aufgebaut«, führt Janik Becker aus. »Dieses Know-how bauen wir nun in weiteren spezifischen Projekten weiter aus.«

Die Belichtung der Panels erfolgt segmentiert – Prozesssicherheit und Qualität werden bereits im DFM-Prozess berücksichtigt.
Die Belichtung der Panels erfolgt segmentiert – Prozesssicherheit und Qualität werden bereits im DFM-Prozess berücksichtigt.
© Becker&Müller

Durchgängige Kontroll- und Prüfprozesse begleiten die Produktion und stellen sicher, dass auch solch große Leiterplatten eine Qualität bieten, die dem Anspruch des Unternehmens gerecht wird. Dazu gehören unter anderem optische Inspektionen, E-Test sowie mechanische bzw. optische Messungen mittels CNC-Video-Messmikroskop.

»Wenn wir von kundenspezifischen Leiterplatten in Übergröße sprechen, reden wir über aufwändige und komplexe Produktionsverfahren«, fasst Becker zusammen. »Mit unserer langjährigen Erfahrung, der entsprechenden Fertigungs-Infrastruktur sowie unserem starken Team sind wir hier gut aufgestellt und können sowohl starre als auch flexible Leiterplatten bis zu zwei Lagen in Übergröße herstellen – kundenindividuell, hochqualitativ und schnell.«


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