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© Ihlemann Elektronikproduktion | 14 Mai 2014

Ihlemann setzt neuen Pastendruck mit 3D-Pastenkontrolle ein

In der Elektronikfertigung sind bis zu 65% der fehlerhaften SMD-Lötstellen auf einen falschen Pastenauftrag zurĂŒckzufĂŒhren, sagt die Ihlemann AG.
Der EMS-Dienstleister hat die genutzte Technologie deshalb modernisiert und eine innovative 3D-Pastenkontrolle eingefĂŒhrt.

Mit der zunehmenden Miniaturisierung, doppelseitigen und immer dĂŒnneren Leiterplatten haben sich die Anforderungen an den Schablonendruck kontinuierlich erhöht. So erfordern Stecker in SMD-Form stĂ€rkere Druckschablonen von 150 ”m oder mehr. DemgegenĂŒber sollten kleine Bauteile von beispielsweise 0,4 Pitch eine Pastenmenge von höchstens 100-120 ”m erhalten. Wird hier zu viel Paste aufgetragen, steigt die Gefahr der BrĂŒckenbildung direkt an den AnschlĂŒssen des Bauteils. Jetzt stehen Rakeldruck und Rakelgeschwindigkeit des Druckers, UnterstĂŒtzungssysteme bei dĂŒnnen Leiterplatten, Klebeverfahren und das Reinigen der Druckschablone stĂ€rker im Fokus.


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© Ihlemann
Der Pastendrucker setzt auch Klebepunkte

FrĂŒher wurden bei doppelseitig bestĂŒckten Leiterplatten die großen Bauteile nach oben und die kleinen nach unten platziert. Dabei reichte die OberflĂ€chenspannung des Lötzinns aus, um die kleinen Bauelemente zu halten. Weil der Platz immer knapper wird, mĂŒssen jetzt auch große Bauteile auf die Unterseite und dort durch Klebepunkte fixiert werden. Durch den manuellen Handprozess sind bei der Menge und der Positionierung des Klebers Abweichungen und damit mögliche Fehler nicht zu vermeiden.

Hier setzt die Technik der neuen Pastendrucker an. Sie sind zusĂ€tzlich mit einem Klebekopf ausgestattet, der die Klebepunkte gemĂ€ĂŸ Vorgabe mit einer Genauigkeit von 100 ” und in der richtigen Menge anbringt. Mit dieser Automatisierung haben sich außerdem die Durchlaufzeiten um bis zu 30% verkĂŒrzt.

Weniger Fehlerquellen

Parameter wie Rakelgeschwindigkeit und Rakeldruck sind maßgeblich fĂŒr den Pastenauftrag. Der neue Pastendrucker erhöht die Platzierungsgenauigkeit von bisher 50 ” auf heutige 12-20 ”. ZusĂ€tzlich ist der Druckkopf mit einer automatischen Rakeldruckregulierung ausgestattet, der den Prozess laufend kontrolliert und den Rakeldruck wĂ€hrend des Drucks selbstĂ€ndig auf den voreingestellten Standard nachregelt.

Je dĂŒnner, flexibler oder grĂ¶ĂŸer eine Leiterplatte ist, umso leichter kann sie sich beim Druckprozess verbiegen und zu ungleich hohen PastenauftrĂ€gen fĂŒhren. FĂŒr die die exakte Fixierung der Leiterplatte sorgten bisher Stabilisierungspins in einem Abstand von 40 mm. Im neuen Drucker wurden die AbstĂ€nde auf unter 20 mm mehr als halbiert.

Als nicht zu unterschĂ€tzende Fehlerquelle fĂŒr mangelhafte Lötstellen haben sich Verunreinigungen auf der Schablonenunterseite erwiesen. UnerwĂŒnschte Paste auf nicht ausreichend gereinigten Schablonen kann zu Perlenbildung, BrĂŒcken oder Verschmierungen fĂŒhren. Eine neue zirkulierende Unterseitenreinigung der Schablone mit oszillierenden Bewegungen hat die Reinigungswirkung jetzt deutlich verbessert.

Optimierungen durch die 3D-Pastenkontrolle

Die Ihlemann AG hat mit der Solder Paste Inspection (SPI) eine 3D-Pastenkontrolle eingefĂŒhrt. Mithilfe eines optischen Systems wird der Pastendruck auf der Leiterplatte vermessen und neben der Position jetzt auch die Form eines Pads, die Höhe und das Volumen exakt vermessen. Durch den Einsatz von Kameras mit einer hohen Auflösung von 20 ”m (XY) bzw. 0,37 ”m (Z) ist eine Messgenauigkeit von 2 ”m erreichbar. So können auch kleinste Abweichungen im Pastenauftrag erkannt werden.

„Falsche Parameter beim Schablonendruck können wir jetzt sofort korrigieren und so Lötfehler vermeiden. Das spart viel Zeit und Kosten“, bestĂ€tigt Bernd Richter, Vorstand der Ihlemann AG.

„Pastendrucker und 3D-Pastenkontrolle helfen uns, auch kleine Lose flexibler und mit höherer QualitĂ€t zu fertigen“, so Richter. So hat sich die Einstellung des PrĂŒfprogramms vereinfacht und Fehler werden bereits nach der ersten Leiterplatte erkannt und Serienfehler generell vermieden.
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