Lasern statt Fräsen »Der Laser arbeitet um eine Zehnerpotenz exakter«

Starr-flexible Leiterplatten werden in die MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen sehr kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, geht für Atlas kein Weg an einem Nutzentrennen mittels Lasertechnologie vorbei.
Starr-flexible Leiterplatten werden in die MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen sehr kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, geht für Atlas kein Weg an einem Nutzentrennen mittels Lasertechnologie vorbei.

Die Eigenschaften des gebündelten Lichts in verschiedenen Wellenlängen und Leistungen ermöglichen die präzise Bearbeitung von Leiterplattenmaterial und Zubehör. Diese Vorzüge nutzt Atlas EMS aus Bremen bei der Produktion hochwertiger Elektronikkomponenten mit der LPKF-MicroLine-Serie.

UV-Laser wie die MicroLine Serie eignen sich gut zum Schneiden unterschiedlicher Materialien ohne mechanische Belastung. Weil der thermische Einfluss im umgebenden Bereich ebenfalls gering ist, reichen minimale Schutzzonen zu Leiterbahnen und Bauteilen aus. Spezialisierte Laserschneidsysteme führen auch hochkomplizierte Bearbeitungen von PCBs sauber und präzise aus.

 

Atlas fertigt elektronische Baugruppen mit höchsten fertigungstechnischen Anforderungen und Präzision in SMD- und HMD-Technik. Das Anwendungsspektrum reicht von der Luft- und Raumfahrttechnik über die maritime Technik bis zur Medizintechnik. Der EMS arbeitet für Unternehmen, die innovative und wirtschaftliche Lösungen benötigen und für die Time to Market entscheidend ist. »Das Lieferspektrum reicht von doppelseitigen Leiterplatten mit geringer Bestückungsdichte bis zu großformatigen, beidseitig bestückten 24-Lagen-Multilayern, Flex- und Starrflex-Leiterplatten. Fine-Pitch-SMDs gehören ebenso zum Portfolio wie BGAs. Beidseitig Reflow zu lötende Baugruppen in Kombination mit Wellenlötung und partieller Anlagenlötung zählen zum erweiterten Standard«, berichtet Bernd Helms, Leiter Marketing und Sales von Atlas EMS.

Spezialaufträge mit anspruchsvollen Leiterplattengeometrien oder -materialien erfordern einen besonderen Maschinenpark. »Gerade mit Blick auf zukünftige Entwicklungen mit komplexen Geometrien und Flexmaterialien müssen alle Anlagen dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Nur so können Kundenapplikationen sowohl in der Entwicklung als auch in der Fertigung den Ansprüchen von High-Tech-Elektronik entsprechen«, so der Leiter der Elektronik-Produktion, Rainer Schröder.

In die Produktion hat Atlas EMS nun ein Lasersystem der Serie LPKF MicroLine 2000 integriert: »Besonders bei hohen Packungsdichten ist es wichtig, dass die Belastung des Materials äußerst gering ist. Sobald Bauteile näher an die Außenbereiche der Leiterplatten rücken oder Geometrien feiner sind, stoßen mechanische Verfahren schnell an ihre Grenzen, denn die gewünschte Präzision ist damit nicht erreichbar und die mechanische Belastung des Materials führt oft zu Ausschuss«, schildert Schröder. Für das Nutzentrennen sah Schröder zwei Lösungsansätze: Fräsen oder Lasern. Bei der Präsentation konnte der Laser schon auf den ersten Eindruck überzeugen: »Die Wunschschnittstelle konnte im Handumdrehen an der exakten Position vorgenommen werden. Und zwar wirklich präzise – und wiederholbar. Das hat die Fräse so nicht geschafft. Meinem Eindruck nach arbeitet der Laser um eine Zehnerpotenz exakter und ist schon damit das Verfahren der Wahl für die Zukunft.«

Gegen die Fräse als Schneidwerkzeug sprach außerdem der Frässtaub. »Der wird zwar abge-saugt, aber für leichte Materialien ist der Sauger zu stark und kann schon mal das Material mitansaugen. Zum Schutz davor Haltevorrichtungen zu entwickeln ist aufwändig.« Diese Argumente gaben schließlich den Ausschlag dafür, sich für die MicroLine-Anlage zu entscheiden, auch wenn dies zunächst eine höhere Investition bedeutete. Für das Schneidinstrument Laserlicht sprach aber auch, dass es schlussendlich kein Verschleißmaterial ist. Technisch bedingt benötigt das Laserschneidverfahren für stärkere Materialien etwas mehr Zeit als das Fräsen. Doch Atlas hat durch geschickte Prozessabläufe die Systemnutzung optimiert, sodass es im internen Produktionsablauf keine Verzögerungen gibt.

Derzeit produziert Atlas 1 bis 30 Schaltungen pro Nutzen. Beliebige Geometrien, rein flexible Materialien oder SMD-Bestückung bis zum Leiterplattenrand sind die Herausforderungen, denen Atlas EMS sich gern stellt. »Die Ansprüche an die Elektronikproduktion sind hoch. Damit die Miniaturisierung nicht zu Fehlern führen muss, statten wir unsere Fertigung mit High-End-Geräten aus. Die Maschinen sollen zu unseren Produkten passen. Wir sind wirklich stolz auf unsere High-Tech-Leiterplatten – und wollen das auch für die Leiterplatten der nächsten Generation bleiben«, resümiert Schröder.