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Prototypen- und KleinserienAnlauf deutlich verkürzt

Electronic Manufacturing Service im Jet-Zeitalter angekommen
Prototypen- und KleinserienAnlauf deutlich verkürzt

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EMS-Dienstleister Smyczek hat in einen Pasten-Jet-Printer investiert. Er bietet Kostenvorteile für die Kunden und verkürzt die Zeiten für Prototypenherstellung und Kleinserienanlauf deutlich.

Mit dem Schritt ins Jet-Zeitalter hat das EMS-Unternehmen aus dem ostwestfälischen Verl eine mutige und weitsichtige Entscheidung getroffen: Als erster Anbieter im Bereich der Elektronik-Fertigungsindustrie stellt Smyczek einen Pasten-Jet-Printer in den Dienst am Kunden. Einfach ausgedrückt ist der Printer „der große Bruder“ eines Ink-Jet Druckers, wie ihn jeder aus dem Office-Bereich kennt. Er besteht aus drei Hauptkomponenten: Maschine mit Maschinenbett; Druckkassette mit Pastenkartusche und einem PC-Terminal. Anstatt aber wie gewöhnliche Bürodrucker Paper zu bedrucken, trägt der Pasten-Jet-Printer Lötpaste auf Leiterplattenrohlinge auf.

Vorteile der printergestützten Fertigung
Der große Vorteil dieser Fertigungstechnik besteht darin, dass der aufwendige Prozess rund um die Erstellung von Schablonen entfällt. Hinsichtlich des Zeitgewinns und der schnellen Verfügbarkeit von bestückten Prototypen im Rahmen der Produkt-Entwicklung bedeutet das Printverfahren einen Quantensprung. Auf dieser Grundlage bietet das Unternehmen neben seinen EMS-Dienstleistungspaketen von „Basic“ bis „Premium“ jetzt interessante Zusatzleistungen in der Vor-Serienfertigung mit hohem Kunden-Nutzen an.
So arbeitet der Printer
Der Korpus des Jets ist eine Maschine mit beidseitigen Zu- und Abführung für die Leiterplatten. Die Board-Größen, die der Printer bedrucken kann, reichen von 70×50 mm bis zu 508×508 mm. Der technologische Clou oder das Herzstück des Printers liegen im Druckkopf mit der Pastenkartusche. Das darin befindliche Lot wird durch einen Motor zur Düse im Druckkopf geführt und piezoelektrisch aufgetragen. Vor jedem Druck wird automatisch die Düse gereinigt und ein Testdruck mit nachfolgender optischer Kontrolle mittels Kamera durchgeführt. Der reale Druckvorgang erfolgt in einer vom menschlichen Auge nicht mehr auflösbaren Geschwindigkeit. Dabei gleitet der Druckkopf in einem Abstand von nur 0,65 mm über die Leiterplatte und erreicht Beschleunigungen von bis zu 3 g.
Um die auftretenden Kräfte zu minimieren, ist der Schlitten aus Carbon gefertigt. Damit die Maschine nicht in unerwünschte Schwingungen gerät, wird ein entsprechend hohes Gewicht durch verdichteten Granitfüllstoff im Korpus erreicht. Eine weitere Besonderheit bietet der Jet beim Druckvorgang, indem er unterschiedliche Höhenprofile und damit Lotpasten-Dicken fahren kann. Desweiteren lassen sich kleine Unebenheiten und Verzüge im PCB-Material ausgleichen. Das Handling ist vergleichsweise einfach, nachdem die Leiterplatte zugeführt ist, erfolgt die Vermessung per Laser. Die eingespielten und aufbereiteten CAD-Daten bilden die Grundlage für den Druck der Paste im Bauteilebereich. Raster von 0,4mm können problemlos angefahren und benetzt werden. Die Daten-Eingabe und die Kontrolle des Druckprozesses erfolgt am PC-Terminal. Die integrierte Kamera liefert gestochen scharfe Bilder der jeweiligen Druckbereiche, wodurch von Anfang an eine optimale Druck-Qualität gewährleistet wird.
Kosten, Zeit und Arbeitsaufwand gespart
Es werden keine Anforderungen an den Kunden und seine Layouts gestellt: Wenn ein fertigungsgerechtes Layout erstellt wird, kann die SMD-Lage wie bei einem herkömmlichen Sieb separiert werden. Die übernommenen CAD-Daten werden so aufbereitet, dass die Maschine die Positionen für den Pastendruck und das Mengenprofil eigenständig abarbeiten kann. „Das gesamte Procedere der Schablonen-Beschaffung, die Lotpastenverarbeitung und das Reinigen im Pre-Production Prozess entfallen“, schildert Roland Smyczek, Geschäftsführer und Inhaber des Unternehmens, die Vorteile und neuen Möglichkeiten, die sich für den Anwender ergeben. „Der Kunde spart Sieb- und Rüstkosten an der Maschine. Nicht zu unterschätzen ist der eingesparte Aufwand, wenn noch Änderungen am Layout vorgenommen werden müssen. Noch entscheidender aber ist die hohe Verfügbarkeit von bestückten Prototypen oder ersten Kleinserien, bei denen die Printertechnik den Anlauf deutlich verkürzt.“ Für die Entwickler ergibt sich ein deutlicher Vorteil bei der Gesichtspunkt Time-to-market. „Wir haben uns für diese Innovation entschieden“, so Smyczek, „um unseren Kunden einen Vorteil in ihren Märkten zu verschaffen und der Forderung nach Kostenersparnis und Prozessoptimierung gerecht zu werden. Als EMS-Dienstleister sind wir im ‚Jet-Zeitalter‘ angekommen und bieten es jetzt als erster am Markt unseren Kunden an. Diese Lösung schafft bei ihnen mehr Freiraum für die Entwicklung, bei hoher Packungsdichte mit entsprechender Qualität und Verfügbarkeit.“
Leistungsumfang der Angebote
So hat Smyczek ein Leistungsangebot entwickelt, das es erlaubt, die Erstbestückung innerhalb von 24 Stunden zu realisieren – vorausgesetzt, dass der Kunde die Bauteile beistellt. Der Einsatz des Jet-Printers mit anschließender Bestückung wird für Prototypen bis zu Kleinst-Serien mit maximal 5000 Bauteilen als Paket angeboten, das heißt, 50 PCB mit je 100 Bauteilen. Dabei offeriert das Unternehmen einen fixen Stunden-Satz ohne Rüstkosten an der Bestückungsmaschine. Gerade im Produktanlauf ergibt sich daraus ein deutlicher Kostenvorteil. Dieses innovative Jet-Printer-Angebot ist aber nur ein Teil des Leistungspaketes. Mehr als 100 Mitarbeiter bedienen bei Smyczek den gesamten EMS-Prozess und sorgen für bestückte Leiterplatten mit hoher Prozess-Qualität. Die Leistungen reichen von der Erstellung reine SMD-Baugruppen über Mischbestückung bis hin zur Gerätemontage und Lieferung von Komplett-Einheiten in der Endkundenverpackung. Die Themen THT, SMD, AOI, Tracebility und Funktionstest sind dabei tägliche Begleiter im Geschäft. Für den Kunden werden Reflow und Wellen-Lötung eingesetzt, nach wie vor besteht aber auch die Möglichkeit, in einer eigenen Linie bleihaltige Produkte zu verarbeiten.
EPP419

Eckdaten des Jet-Print-Prozesses
Hersteller/Typ: MYDATA/MY500
Max Boardgröße: 508 x 508 mm
Min Boardgröße: 70 x 50 mm
Leiterplattendicke: 0,4 – 6 mm
Druckgeschwindigkeit: 1.800.000 dots/h
500 dots/s
Dot-Durchmesser: min. 0.33 mm/max. 0,47 mm
Temp.Bereich: +18° bis +30° C / 30 – 80 % rel. Luftfeuchte/nicht kondensierend
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