Während der DEK-Infotage definierte das Unternehmen aus Bad Vilbel neue Regeln für die Drucktechnologie: das Drucker-Prozessfenster wurde wesentlich vergrößert, ein zuverlässiges Bedrucken kleinster Schablonenöffnungen für 0,3 mm CSPs und 01005-Passiva ermöglicht und Lotpaste so vorbereitet, dass ungeahnte Transfereffizienz erreicht werden konnte. Knapp 100 Teilnehmer waren dabei und informierten sich über die Neuigkeiten in diesem Bereich.
Mit einigen Präsentationen und Workshops vermittelte DEK nicht nur Innovationen rund um den Schablonendruck und das Löten, sondern präsentierte den Teilnehmern, wie die Prozesse zu verbessern wären und sie sich zukunftssicher vorbereiten können. So trugen Vorträge über den Einfluss von Poren auf die Zuverlässigkeit von SMT-Lötverbindungen, die Erkenntnisse eines Projektes aus Industrie und Forschung über die Vermeidung von Poren oder das Reflowlöten als Stellgröße, genauso zum vermittelten Wissen bei, wie die IPC-Standards entlang der Fertigungskette. Über neue Entwicklungen wusste der Veranstalter einiges zu berichten. Und schlussendlich wurde dann die ganze Theorie vor Ort und an Maschinen live mittels Workshops demonstriert und den Teilnehmern verdeutlicht.
Driven by the Future
Das Drucken der nächsten Generation von Ultra Fine Pitch Bauteilen neben den Standardbauteilen unter der Verwendung eines Standarddruckprozesses mit einer Schablonenstärke hieß die Herausforderung an eine neue Entwicklung des Unternehmens. ProActiv ist das Resultat, welches mit gängigen Druckverfahren und nur einer Schablonenstärke den Druck von Bauteilen der nächsten Generation neben herkömmlichen Komponenten erlaubt, und damit ideal für Hersteller von dicht bestückten, gemischten Leiterplatten und Ultra-Fine-Pitch-Baugruppen ist. Ein relevanter Faktor beim Schablonendruck ist das Öffnungs-Flächenverhältnis, welches bestimmt, was gedruckt werden kann. Daher ist es nur natürlich, dass im Zuge der Miniaturisierung sowie der Einführung gemischter Baugruppen auch die Schablonenöffnungen immer kleiner werden. Pitchgrößen jenseits der heute geltenden Druckregeln stellen mit der neuen Prozesstechnologie keine Herausforderung mehr dar, da das Druckprozessfenster soweit nach unten erweitert wird, dass ein zuverlässiges Bedrucken mit kleinen Schablonenöffnungen für 0.3 mm CSPs und 01005 Passiva zur Realität wird. Jedes ProActiv-Paket umfasst ein Steuerungs-Subsystem und einen Satz Rakel mit integrierter Elektronik. Nach Inbetriebnahme aktiviert ProAktiv die Lotpaste bei Berührung mit dem Rakelblatt. Während eines Rakelhubs wird das ProActiv-Rakel in eine hohe Resonanzschwingung versetzt, die maßgeblich für eine Interaktion mit der Lotpastenrolle ist. Die Aktivierung der Rakelklinge verändert die Rheologie der Pastenrolle und erhöht die Fließfähigkeit sowie die Transferkraft an der Rakelkante. Eine Kombination, die die Packungsdichte der Partikel in der Schablonenöffnung und die Klebkraft zwischen den Partikeln erhöht. Die Oberflächenspannung der Rakelklingen wird reduziert und ermöglicht so ein leichtes Abtropfen der Lotpaste vom Rakel. Ein vollkommen neuartiger Prozess, der die Zusammensetzung der Lotpaste zwar nicht verändert, sie jedoch geschmeidiger macht. Dadurch erhöht sich die Packungsdichte der Partikel des Lotmaterials in den Schablonenöffnungen bei einer zunehmenden Bindung zwischen den Partikeln. Auf diese Weise entsteht eine neue Qualität der Transfereffizienz, die sofort als Verbesserungen von Qualität, Ausbeute und Durchsatz spürbar wird. Die ideale Lösung für gemischte Baugruppen, wo etwa kleine Komponenten direkt neben großen wie etwa Steckverbindungen auf High Density Leiterplatten liegen. Bestehende Schablonen können dann weiterverwendet werden, wenn sie den Konstruktionsnormen des IPC entsprechen. Sollten die Schablonenöffnungen bereits für Miniaturbauteile geeignet sein, kann ProActiv ausgeschaltet bzw. herkömmliche Rakel verwendet werden. Der Rakelkopf wird auch weiterhin von einem geschlossenen Regelkreis gesteuert, für die Rakelgrößen 170, 200, 250 sowie 300 mm werden lediglich eine 300-mm-Halterung benötigt. Das Prozesstool ist als Vorort-Upgrade für alle Druckplattformen mit Instinctiv V9 Steuerungssoftware erhältlich, worunter die seit 2005 hergestellten Plattformen Galaxy, Europa und Horizon zählen.
Pastenmanagement im Drucker
Als weitere Neuerung gilt Proflow ATx, eine pneumatische Pastendruckkontrolle zur Sicherung konstanter Prozessparameter. Die 1,6 kg SemCo-Kartuschen minimieren den Bedienereingriff beim automatischen Nachfüllen der Paste. Durch Verwendung der größeren Standardkartuschen reduzieren sich Stillstandszeiten sowie Pastenreste. Eine gleichmäßige Zuführung ist über eine Archimedesschraube garantiert. Die aktive Pastenkonditionierung findet im Transferkopf ohne Verfahrbewegung statt. Die Lotpaste wird dabei vor und während des Drucks konditioniert. Mit der Grid-Geschwindigkeit, dem Board-to-Go und Time-to-Go stehen zusätzliche Parameter zur Verfügung. Die Information an den Bediener zum Kartuschentausch vervollständigt das Bild. Durch ein längeres Reinigungsintervall ist weniger Wartung nötig. Das geschlossene ATx-System schützt die Lotpaste vor Umwelteinflüssen, Austrocknung, Abdampfen der Lösemittel oder Verunreinigungen. Des Weiteren kann der Pastentransfer besser kontrolliert werden. Das ebenfalls neue Sentinel-System erhöht die Prozesssicherheit durch die 100-%-Pastenkontrolle im Linientakt. Hier werden alle Prozessvariablen mittels einer integrierten Inspektion sowie mit nur einer einzigen Schnittstelle zum Bediener im Linientakt geprüft.
Richtige Auswahl für optimalen Prozess
Doch nicht immer ist die Lösung in der Maschinen-Hardware zu finden, und so wurde die Do-it-yourself-Lösung Nano-ProTek noch vorgestellt. Eine Nanobeschichtung auf Edelstahl- und Nickelschablonen, welche die Verschmutzung der Schablonenunterseite verhindert und den Reinigungsintervall damit um ein Viel- faches verzögert. Das leicht anzuwendende Verfahren macht die Schablonenoberfläche galvanogeformter wie auch bei Laser-Scha-blonen fluxophob, also pastenabweisend. Die Reach-konforme Lösung ist einsetzbar bis zu einer Schablonengrösse von 736 mm x 736 mm.
Zusammenfassend wurde festgestellt, dass man sich heute mit der geeigneten Maschine und der richtigen Auswahl der Optionen und Werkzeuge einem idealen Prozess annähern kann. Prozessoptionen wie Proflow ATx, ProActiv oder auch einfach Lösungen wie Nano-ProTek helfen dabei. Eine wichtige Voraussetzung ist die ganzheitliche Betrachtung des Druckprozesses und ein Verständnis für die Wechselwirkung der Einflussfaktoren.
Ein Event, der nicht nur den Teilnehmern einen Benefit gab, sondern sich auch noch wohltätig auswirkte. Denn die komplette Teilnahmegebühr wurde vom Veranstalter selbst auf die stolze Summe von immerhin 7.500 Euro aufgestockt und der Pakistan Hilfe, Human Help Network gespendet. (dj)
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