Neue Verfahren zur Fertigung von Bauteilen mit unbegrenzter Länge

Reel-to-Reel-Produktion

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Die kontinuierliche Herstellung flexibler, hybrider Schaltungsträger, kurz flexible Elektronik, wird immer wichtiger in der Elektronik-Industrie. Zusammen mit renommierte Hersteller und erfahrene Partner, hat die db-matik AG ein neues Reel-to-Reel-Verfahren entwickelt. Der Kern der Anlage sind modifizierte Siebdrucker und Bestückautomaten mit Software-Lösungen und Transportsystemen des Unternehmens.

Die Basis moderner, auf Rolle produzierter Produkte sind folienartige Materialen. Die Flexibilität dieser Materialien ist die große Herausforderung für die Entwickler von Produktionsautomation.

Bisher wurden diese Folien vor der Bestückung in Stücke geschnitten und auf spezielle Träger montiert. Nur so konnte man flexible Substrate durch die Fertigungslinie transportieren. Je nach System waren die Längen auf 500 – 900 mm pro Einheit begrenzt. Diese Streifen mussten nach der Bestückung wieder zusammengefügt werden – etwas umständlich in der Anwendung.

Deshalb entwickelte die db-matik gemeinsam mit ihren Partnern eine neue, zukunftsorientierte Prozesslösung. Beim Rolle-zu-Rolle-Verfahren wird das Material erst nach erfolgreicher Bestückung geschnitten. Somit entfallen aufwendige Arbeitsschritte und die Fertigung wird effizienter. Es sind nahezu endlos lange Bauteile möglich.

Aber wie kommt die extreme biegsame Folie 100 % exakt durch den Druck- und Bestückprozess? Und wie wird das Durchlaufen des Ofens in der richtigen Zeit gelöst? Die einzelnen Schritte sind von der Taktung der vor- und nachgelagerten Prozesse abhängig. Ein Transport-Stillstand in der Ofenkammer kann verheerende Auswirkung haben. Die Koordinierung von Maschinen verschiedener Hersteller in Soft- und Hardware waren weitere Herausforderungen.

Trotz aller Schwierigkeiten konnten die Spezialisten des Unternehmens erfolgreich die einzelnen Module an die Besonderheiten des anspruchsvollen Materials anpassen und abstimmen.

Der Prozess im Detail

Transport und Bestückung

Die Basisrolle wird am Anfang der Reel-to-Reel-Produktionslinie im Input-Modul aufgesteckt. Der Träger nimmt Rollen von einer Breite bis zu 500 mm auf. Das Material wird auf dem Transportband positioniert und das Material-Label eingelesen. Die Labels werden regelmäßig und im laufenden Prozess gescannt um eine laufende Positionierungsgenauigkeit zu gewährleisten. Ein Anhäufen von Fehlern im Prozess ist ausgeschlossen, da alle Maschinen, Transporte und Fixierungen der Linie laufend kalibriert werden.

Buffer-Modul

Um bei Störungen nicht die gesamte Linie stoppen zu müssen, hat das Unternehmen ein spezielles Buffer-Modul entwickelt. Kommt es zu Stopps betrifft das nur einzelne Linienkomponenten. Im patentierten Buffer-Modul wird die Folie in einer Schlaufe ohne Berührung der Folienoberseite geführt. Die Tiefe und Länge der Schlaufe stehen als Puffer zur Verfügung.

Modifizierte Module

Bei den Segmenten Siebdrucker und Bestückautomaten wurden die Transporte modifiziert. Das Unternehmen ersetzt hier den klassischen Transport für starre Leiterplatten mit einem Transport für flexible Folienmaterialien. Im Bestückraum wird die Folie gestrafft und mit Vakuum für Druck und Bestückung fixiert.

Der Ofen

Die Reel-to-Reel-Produktionslinie wurde für den Transport der Folie mit einem speziellen Ofen ausgerüstet. Eine mobile Wärmeeinheit läuft aktiv mit der Folie mit. Der thermische Prozess wird durch eine Software gesteuerte UV-Bestrahlung geregelt und nicht klassisch über die Strecke im Ofen. So bekommt jeder Millimeter die exakt gleiche Zeit Hitze.

Der Vorteil: Durch das schnell steuerbare UV-Licht in der Wärmeeinheit wird diese komplett unabhängig von anders getakteten vor- und nachgelagerten Modulen.

Integrierter Test

Nach vollständiger Bestückung und Fixierung der Bauteile läuft das Substrat durch das Test Modul. Die flexible Elektronik wird noch vor der Weiterverarbeitung geprüft. Am Ende der Linie wird das Substrat zugeschnitten und schließlich wieder aufgerollt um als kompakte Rolle zum nächsten Schritt transportiert werden zu können.

Das Unternehmen ist mit der Rolle-zu-Rolle Technik im Elektronik Sektor weltweit führend und steht für Automatisierung auf höchstem Niveau. Sie entwickeln Hard- und Software für schlüsselfertige Produktionslinien, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Effizient, präzise und im Einklang mit globalen digitalen Standards.

www.db-matik.de

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