Der Schablonendruck ist einer der wichtigsten Prozesse in der SMT-Fertigung. Die Limtronik GmbH hat diesen jüngst in seiner smarten Elektronikfabrik vollautomatisiert und somit optimiert. Mit einem geschlossenen Regelkreis (Closed Loop) wird der Prozess automatisch überwacht und bei Bedarf selbstständig nachgeregelt. Dies führt zu höherer Effizienz sowie konstant hoher Qualität. Umgesetzt wird die vollautomatische Optimierung des Lotpastendrucks durch den Datenaustausch zwischen Schablonendrucker Versaprint 2 Elite Plus der Ersa GmbH und dem Koh Young Lotpasteninspektionsgerät.
Der EMS-Spezialist betreibt eine hochmoderne, digitalisierte Fabrik mit Cloud-fähigen Systemen. Das Unternehmen ist Experte für Electronic Manufacturing Services (EMS) und Joint Development Manufacturing (JDM)-Partner. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklungsunterstützung und Fertigung von elektronischen Baugruppen sowie maßgeschneiderten Systemen für die Kunden. Der Dienstleister setzt auf Industrie 4.0-konforme Prozesse und vernetzt bzw. automatisiert sukzessive sämtliche dafür geeigneten Bereiche in der Fertigung.
Geschlossener Regelkreis beim Lotpastendruck
Auch im Bereich Lotpastendruck hat das Unternehmen aktuell die Prozesse automatisiert, damit die Qualität ohne menschliches Eingreifen auf einem konstant hohen Niveau gehalten wird. Der Schablonendrucker stellt dazu dem Inspektionssystem Daten zur eindeutigen Identifizierung der Leiterplatte zur Verfügung. Dabei handelt es sich um den Namen des Druckprogrammes, eine fortlaufende Nummer oder einen produktspezifischen Code, der vom Drucker eingelesen wird. Zusätzlich wird die Druckrichtung an des SPI übermittelt.
Das SPI kontrolliert die gesendeten Informationen, um die Baugruppe korrekt zuzuordnen und schickt die Ergebnisse seiner Messung, in Bezug auf den Druckversatz, zurück zum Drucker. Mit diesen Daten wird die nächste Leiterplatte korrigiert. „Je nach Abstand zwischen Drucker und SPI (Transportbänder, Puffer usw.) ist es sinnvoll, die gemessenen Werte nur anteilig zu übernehmen. Da sich sonst die Regelkette aufschaukeln könnte. Übernahmewerte um 25 Prozent haben sich in der Praxis bewährt. Das heißt, der Drucker korrigiert die Pastenposition nur um ein Viertel des Messwertes und nähert sich so langsam dem Optimum, an ohne dabei überzuschwingen“, erklärt Dieter Jung, Leitung Technologie und Prokurist bei Limtronik.
Der Vorteil der Kommunikation zwischen Schablonendrucker und SPI liegt in der optimalen Positionierung des Lotpastendrucks auf der Leiterplatte. Eine perfekte Ausrichtung zwischen Schablone und Leiterplatte führt zu einer bestmöglichen Abdichtung beim Druck und damit zu einem geringeren Reinigungsbedarf. Daraus folgt eine direkte Reduzierung der effektiven Zykluszeit und damit eine Steigerung der Linienleistung.
Das gedruckte Lotpastenvolumen wird durch die optimale Positionierung ebenfalls konstanter. Das bedeutet, die Lötstellenqualität, und damit die Produktqualität, steigen zusätzlich. Zudem wird der Anlagenbediener bei der Einrichtung und dem Betrieb der Anlage entlastet und erhält damit Zeit für andere Aufgaben entlang der Linie.
Höhere Qualität und Transparenz
Die Kopplung von Schablonendrucker und Lotpasteninspektionssystem bietet wesentliche Vorteile für die Qualität des Produktionsprozesses, ohne zusätzliche Aufwände zu erzeugen.
„Uns war wichtig, dass wir bei den Neuanschaffungen bestehende Maschinen und Anlagen mit den neuen Maschinen koppeln. Dies ist uns mit den beiden Partnern sehr gut gelungen. Die Produkte des Kunden werden in einem Prozess gefertigt, der sich automatisiert überwacht und nachregelt. Die Sicherheit, dass die Qualität der Lötstellen optimal ist, wird mit dem Closed Loop-Verfahren signifikant erhöht. Zudem profitieren die Kunden von gesteigerter Transparenz. Denn die Parameter des jeweiligen Druckprozesses werden in unserem Hause Limtronik archiviert und können jederzeit vorgelegt werden“, erklärt Dieter Jung, Prokurist und Leiter der Technologie der Limtronik GmbH.
