Klein aber trotzdem gut lesbar

Astrid Possekel, Brady, Dieburg, Wolfgang Weber, Omnitron, Griesheim, Hermann Sauter, Rommel, Ehingen

Um Mehrfachnutzen und Baugruppen durchgängig verfolgen zu können, müssen die zur Kennzeichnung verwendeten Data-Matrix-Codes dauerhaft aufgebracht, präzise gedruckt und positioniert sowie unter wechselnden Prozessbedingungen einwandfrei identifiziert werden können. Eine solche funktionale Lösung wurde bei einer Bestückungslinie für Boards für Fernsteuerungen von Garagentoren und Magnetfeldsensoren mit Etiketten und Transferfolien von Brady, Data-Matrix-Lesegeräten von Omnitron und Equipment von Rommel für die Online-Erstellung und die Positionierung der Labels umgesetzt. Rommel war zudem für die Integration der Komponenten in das Gesamtsystem zuständig. Gekennzeichnet wird u.a. mit 5 x 5 mm² großen Etiketten bei einem Data-Matrix-Format von 3 x 3 mm².

Ziel war es zum einen, die Mehrfachnutzen zweier unterschiedlicher Endprodukte – die in Flip-Chip-Technik hergestellten Boards für die Fernsteuerungen sowie die Baugruppen für die Sensoren – zu Prozessbeginn automatisch zu unterscheiden. Mit Hilfe dieser Information werden die jeweiligen Bestückungs-, Löt- und Prüfprozesse aktiviert. Darüber hinaus galt es nach der automatischen optischen Prüfstation, jedes Board des Mehrfachnutzens mit einem Miniatur-Etikett zu versehen und so eine lückenlose Identifikationskette vom Mehrfachnutzen zu jeder einzelnen Baugruppe sicherzustellen.

Umgesetzt wurden die Vorgaben durch zwei unterschiedliche Kennzeichnungssysteme in der SMT-Linie. Nach Aufgabe der Nutzen in die Linie bringt ein Etikettiersystem Rommel DES 1000A auf jede Einheit ein 9,5 x 22,9 mm² großes Label mit verschlüsselter Seriennummer auf dem Nutzenrand auf. Die Positioniertoleranz beträgt dabei 60,5 mm. Zum Einsatz kommt ein temperaturbeständiges Polyimid (Brady B-457) auf Auto-Dispens-Liner, der das leichte Ablösen des Etikettes beim Applizieren garantiert. Anschließend wird der Etikettierzyklus im Auslauf der Station bei einer Transportgeschwindigkeit von 80 mm/s durch Lesen der Data-Matrix mit einem integrierten Codeleser Omnitron MAC 310 überprüft. Der digitale Signalprozessor des Lesegerätes verarbeitet die Bilddaten des Codes in Echtzeit. Dadurch wird sichergestellt, dass der Nutzen korrekt gekennzeichnet ist. Die Anlagensteuerung ist jetzt in der Lage, die unterschiedlichen Mehrfachnutzen der Fernsteuerungs- bzw. Sensor-Boards zu erkennen und die entsprechenden Bestückungs- Löt- und Prüfprogramme aufzurufen.

Die zweite Kennzeichnungsstation ist unmittelbar hinter dem Reflow-Lötofen vor der optischen Prüfeinheit installiert. Hier erhält jede der sechs bzw. 16 Leiterplatten eines Nutzens ein eigenes Data-Matrix-Label vom Typ Brady B-423. Die Etiketten erfüllen durch ihre thermische Festigkeit bei der Kleberaushärtung bei 150 °C die an dieser Stelle im Prozess erforderlichen Anforderungen. Das Etikettenformat beträgt hier 5 x 5 mm², auf dem ein nur 3 x 3 mm² große Data-Matrix aufgedruckt ist. Die für die Identifizierbarkeit des Codes erforderliche Druckschärfe wird durch Verwendung des hierfür ausgelegten Farbbandes Brady R6000 erreicht. Gedruckt und appliziert werden die Minietiketten mit einem Etikettiersystem Rommel WL 1000 DE. Es ist für die erforderliche Auflösung mit einem 600-dpi-Thermotransferdrucker 600X-Plus von Brady ausgerüstet. Daneben sind in das Gerät ein Transportband für den Nutzen, ein Zwei-Achs-Verfahrsystem mit Dreh- und Stempeleinheit für die präzise und drehlagenrichtige Applikation sowie ein Codeleser integriert. Über den System-PC wird der zu erzeugende Data-Matrix-Code online an die Kennzeichnungsstation übertragen. Nach der Übernahme auf die Spendeeinheit vermisst ein Vision-System das Etikett und korrigiert so das applizierende Achssystem bei einer eventuellen Toleranzabweichung. Die Positioniertoleranz beträgt hier 60,15 mm. Druck und Positionierung werden anschließend durch einen Data-Matrix-Codeleser Typ Omnitron MAC 331 kontrolliert. Der Leser ist in der Lage, unter einem Winkel von 45° in der Etikettierstation Codes mit Modulgrößen von nur 0,17 mm zuverlässig zu identifizieren.

Etikettenmaterialien, Druck- und Applikationssysteme sowie die eingesetzten Codeleser wurden auf die speziellen Anforderungen jeder Kennzeichnungsaufgabe hin ausgewählt und aufeinander optimiert. Damit stehen für die am häufigsten anzutreffenden Aufgabenstellungen in der Leiterplattenfertigung funktionale und schnell integrierbare Kennzeichnungslösungen zur Verfügung. Der Anwender erspart sich damit den Aufwand, Parameter für Druck, Material und Lesen selbst definieren und aufeinander abstimmen zu müssen.

EPP 174