Das Geheimnis richtiger Zeichensetzung

Wie Kennzeichnungssysteme helfen, Ursprung und Eigenschaften einzelner Komponenten zu identifizieren zeigt Phoenix Contact im folgenden Beitrag.

Bild 1: Markierungslösung für die Elektronikproduktion – ein System kennzeichnet alle Bauteile.Phoenix Contact

Es stellt sich hinsichtlich Produktmarkierungen eine zentrale Frage: Welche Komponenten gilt es in der Elektronikproduktion zu kennzeichnen? Dass hier ein hoher Bedarf herrscht, wird spätestens dann klar, wenn man ein elektronisches Bauteil auseinandernimmt und die Anzahl der Markierungen zählt: Die Leiterplatte ist zur eindeutigen Rückverfolgbarkeit mit ein- oder zweidimensionalen Codes gekennzeichnet.

Angeschlossene Printklemmen nummeriert man, um deren spätere Zuordnung zu erleichtern. Gehäuse sind zumindest mit einem Typenschild zu versehen. Kabel und Leitungen tragen selbstlaminierende Etiketten, um Abrieb am Aufdruck zu verhindern. Diese Aufteilung ist wichtig, denn jeder Bereich stellt besondere Anforderungen hinsichtlich seiner Applikations- und Umgebungsbedingungen.

Bild 2: Die Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus ist ein Hauptgrund für die Kennzeichnung von Leiterplatten.Phoenix Contact

Leiterplatten rückverfolgen

Damit man Leiterplatten zurückverfolgen kann, sind sie häufig mit Codes versehen, die Scanner lesen können (Bild 2). Dies können – abhängig vom Informationsgehalt – simple Strichcodes oder auch zweidimensionale Codes wie eine Datamatrix oder ein QR(Quick Response)-Code sein. Eine gute Lesbarkeit des Aufdrucks – etwa in Form eines hochauflösenden Druckbilds – spielt hier eine große Rolle. Wichtig ist auch die ESD (Electrostatic Discharge) -sichere Kennzeichnung. Wenn man ein Etikett vom Trägermaterial abzieht, kann ein elektronischer Impuls entstehen, der die empfindliche Elektronik der Leiterplatte beschädigt. Spannungsableitende Kleber verhindern dies, indem sie diese Energie aufnehmen, so dass die Bauteile auf der Leiterplatte unversehrt bleiben.

Printklemmen verdrahten

Generell sind Printklemmen beschriftet, damit man sie später bei der Verdrahtung leichter zuordnen kann – das spart Zeit. Meistens sind sie vom Hersteller schon vorbeschriftet – mittels Laser-, Tintenstrahl- oder Tampondruck. Darüber hinaus besteht beim Elektronikproduzenten, der die Komponenten verarbeitet, zusätzlicher Bedarf. So möchte er beispielsweise Vorab- oder Kleinserien individuell und manchmal auch spontan kennzeichnen. Dies geschieht zum Beispiel mit TML-Selbstklebestreifen von Phoenix Contact.

In Form bringen

Bild 3: Fälschungssichere Typenschilder hinterlassen Spuren und zeigen Manipulationen an.Phoenix Contact

Gehäuse werden unter anderem mit Logos, Typenbezeichnungen und Seriennummern versehen. Ein klarer und prägnanter Aufdruck soll vor unerlaubtem Nachbau schützen. Wird ein fälschungssicheres Material verwendet, hinterlässt dieses ein Schachbrett- oder Dreiecksmuster zum Einen auf der Gehäuse-Oberfläche und zum Anderen im Etikettenmaterial selbst (Bild 3). Das Original-Typenschild lässt sich in diesem Falle nicht illegal kopieren. Alternativ kommen Dokumentenfolien zum Einsatz, die beim Abzug reißen. Ein vergleichbares Prinzip findet sich bei TÜV-Prüfplaketten am Pkw.

Bild 4: Eine klare Markierung aller Komponenten spart Zeit beim Verdrahten von Kabeln und Leitungen.Phoenix Contact

Aufgrund des Abriebs, der durch das Scheuern einzelner Kabel und Leitungen aneinander auf engem Raum entsteht, muss die Kennzeichnung besonders beständig sein (Bild 4). Daher sollte man die Markierung mit einem Schutzlaminat versehen. So genannte selbstlaminierende Etiketten, bei denen sich der Laminatstreifen direkt an das beschreibbare Feld des Etiketts anschließt, sparen hier Zeit. Das Etikett muss außerdem zum Kabeldurchmesser passen. Ist der Laminatstreifen zu kurz, ist die Kennzeichnung nicht ausreichend vor Abrieb geschützt. Ist er zu lang, kann bei mehrfacher Umwicklung Schmutz und Feuchtigkeit seitlich eindringen und die Kennzeichnung schädigen.

Die Qual der Wahl

Neben den Beschriftungsmaterialien spielt auch das Drucksystem eine wichtige Rolle. Laser-Systeme bieten eine hohe Flexibilität beim Gestalten von robusten und langlebigen Etiketten. Aufgrund ihres hohen Investitionsvolumens rentieren sie sich aber erst bei einem hohen Bedruckungsaufkommen. Tintenbasierte Systeme – wie Beschriftungsplotter – ermöglichen individuelles Bedrucken auch bei kleinen Mengen. Allerdings kann die Tinte der Beschriftungsstifte eintrocknen, wenn das System länger nicht arbeitet. Das verursacht Kosten und belastet außerdem noch die Umwelt.

Eine flexible und verlässliche Bedruckung mit hoher Verfügbarkeit des Druckers bieten die beiden Thermotransfer-Drucksysteme von Phoenix Contact:

• Thermomark Roll
• Thermomark Card

Mit einem beheizbaren Druckkopf lassen sich die Farbpartikel von einer Beschriftungsfolie – dem so genannten Thermotransferband – auf das zu bedruckende Material aufschmelzen. Der Druck ist sofort trocken und wischfest. Die Farbe besteht zumeist aus einem Harz-Wachs-Gemisch und ist damit extrem beständig gegenüber Ölen und Lösungsmitteln sowie hohen Temperaturen. Weil die Farbe fest ist, kann das Drucksystem auch nach längerem Stillstand sofort wieder arbeiten. Zudem lassen sich viele verschiedene Materialien mit nur einem System bedrucken – ein großer Vorteil bei häufig wechselnden Anwendungsfällen. Aufgrund der heute üblichen Druckauflösung von 300 dpi (dots per inch) sorgen Thermotransfersysteme für eine hohe Prägnanz bei der Kennzeichnung, was für Bar- oder QR-Codes besonders wichtig ist.

Praktische Mengenlehre

Bild 5: Kartendrucker sorgen für eine schnelle und flexible Bedruckung unterschiedlicher Materialien.Phoenix Contact

Die Wahl eines geeigneten Thermotransfersystems hängt vom geplanten Bedruckungsaufkommen ab. Für Kleinserien oder für die parallele Bedruckung verschiedener Materialien in jeweils geringen Mengen eignet sich ein System, dem das Material flexibel zugeführt wird – etwa in Form von Bögen oder Karten. Das Drucksystem Thermomark Card erhält Materialien, die speziell dafür entwickelt werden, über ein Magazin zugeführt. Der Druck erfolgt binnen weniger Sekunden (Bild 5). Großvolumige Anwendungen erstellt man dagegen vorzugsweise mit einem rollenbasierten System wie etwa dem Thermomark Roll. Weil die Etiketten von der Rolle kommen, wird für große Stückzahlen automatisiert und mit geringem Personaleinsatz bedruckt. Eine Besonderheit stellen Systeme dar, die einbahnige Großrollen verarbeiten: extrem hohe Volumina serieller Etiketten lassen sich – zum Beispiel mit Thermomark Roll X-1 – in einem Arbeitsgang erstellen. In einem anschließenden Schritt kann man sie, wie in der Elektronikproduktion üblich, mit automatischen Spendesystemen weiterverarbeiten.

Abstimmung erwünscht

Die Anforderungen an die Markierungen im Bereich der Elektronikproduktion sind vielfältig. Von der Beschriftung der Leiterplatten und Printklemmen im Geräteinneren über die Markierung der Gehäuse bis hin zur Beschriftung angeschlossener Kabel und Leitungen reicht die Spanne. Damit die Markierungen prägnant und dauerhaft sind, muss das Beschriftungssystem schnell und flexibel sowie hoch verfügbar und wirtschaftlich sein. Thermotransfer-Drucksysteme sind hier eine gute Wahl. Vorteilhaft ist dabei auch, wenn die unterschiedlichen Bausteine eines Markierungssystems gut aufeinander abgestimmt sind. Das ist der Fall, wenn Drucker und Verbrauchsmaterialien wie Etiketten, Schilder und Thermotransferfolien vom selben Anbieter stammen.

(rao)