Bei der Produktion elektronischer Flachbaugruppen spielt das exakte Kleben für die Montage von Steckern und Sonderbauteilen nach wie vor eine wichtige Rolle. Jet-Dosierventile schießen das gewünschte Medium über Distanzen von zwei bis zehn Millimetern Tropfen für Tropfen an die gewünschte Stelle. Durch das berührungslose Dosierverfahren spielen Störgrößen wie Bauteil- und Lagetoleranzen eine untergeordnete Rolle und es kann ohne vorherigen Messaufwand dosiert werden.

Das Verfahren ermöglicht weiterhin nicht nur die senkrechte Dosierung von oben nach unten, sondern kann auch schräg, waagerecht oder von unten nach oben dosieren. Mit einer Frequenz von bis zu 280 Dosiervorgängen pro Sekunde helfen Jet-Ventile, Engpässe in der Linie aufzulösen, und können den Durchsatz um bis zu siebzig Prozent steigern.

Das Jet-Mikrodosierventil verschießt bis zu 280 einzelne Tropfen pro Sekunde. Mengen von 0,01 mg lassen sich wiederholgenau applizieren.

Das Jet-Mikrodosierventil verschießt bis zu 280 einzelne Tropfen pro Sekunde. Mengen von 0,01 mg lassen sich wiederholgenau applizieren.Liquidyn

Dabei tragen die Dispenser Epoxid-Klebstoffe, leitende Klebstoffe, Flussmittel und sogar Lotpasten berührungsfrei auf. Da jeder Tropfen exakt die gleiche Form hat, kann außerdem ein Vision-System den Auftrag automatisch prüfen und damit den Prozess zu 100 Prozent überwachen.

Genau dosierte Volumina

Das zu dosierende Medium gelangt unter leichtem Vordruck in die Fluidkammer des Mikrodosierventils. Die elektropneumatisch angetriebene Ventilkulisse beschleunigt eine Dosiernadel, die das Medium portionsweise (volumetrisch) aus der Ventildüse stößt. Bei einem Dosiervorgang sind je nach gewählter Einstellung Dosiervolumina von minimal zwei Nanolitern bis maximal fünf Mikrolitern bei einer maximalen Abweichung von einem Prozent möglich.

Trotz dieser hohen Dosiergenauigkeit sind die Ventile einfach und robust nach dem Baukastenprinzip aufgebaut und sehr einfach zu warten. Anwender können alle fluidführenden Bauteile wie Dosiernadel oder Düse mit wenigen Handgriffen selbst reinigen oder wechseln. Einfache 24-VDC-Technologie erleichtert die Integration der Dosierventile in bestehende Anlagen.

Mit den Jet-Dispensern lassen sich Epoxid-Klebstoffe, leitende Klebstoffe, Flussmittel und sogar Lotpasten berührungsfrei auftragen.

Mit den Jet-Dispensern lassen sich Epoxid-Klebstoffe, leitende Klebstoffe, Flussmittel und sogar Lotpasten berührungsfrei auftragen.Liquidyn

Von unten an das Bauteil

Eine beispielhafte Prozessoptimierung durch die Integration eines Jet-Ventils ist den Ingenieuren von der ASM Siplace gelungen. Sie erweiterten den Funktionsumfang der Siplace-Bestückungsmaschinen um ein Klebstoffmodul: den Glue Feeder. Der macht aus einer reinen Bestückungsmaschine zusätzlich eine Dosieranlage mit optimaler Prozessüberwachung und Betreiber sparen sich damit eine separate Klebstation in der Produktionslinie.

Dazu setzte ASM ein Jet-Ventil von Liquidyn in ein kompaktes Gehäuse, das den Platz eines Bauteileförderers einnimmt und sich wie dieser mit nur wenigen Handgriffen aufrüsten und aktivieren lässt. Das Konzept des Glue Feeders basiert darauf, dass die Jet-Ventile den Kleber über eine Distanz von mehreren Millimetern von unten nach oben schießen können. Der Bestückkopf nimmt ein Bauteil auf und fährt über den Glue Feeder. Das Jet-Ventil schießt einen Tropfen von unten an das Bauteil und das Bauteil wird auf die Platine gesetzt.

Auf einen Blick

Besonders bei dicht gepackten Leiterplatten mit einem Mix an SMT- und THT-Komponenten (Surface-Mount- bzw. Through-Hole-Technologie) eignet sich das Jet-Dosierverfahren ideal für Fertigungsprozesse, die beidseitig bestücken müssen. Denn die Jet-Ventile applizieren extrem kleine Mengen schnell und punktgenau. Damit lassen sich auch anspruchsvolle Dosieraufgaben wie der Aufbau mehrerer Etagen lösen.

Der Siplace Glue Feeder nimmt in Bestückautomaten den Platz eines Bauteilförderers ein und macht eine separate Klebstation in der Produktionslinie überflüssig.

Der Siplace Glue Feeder nimmt in Bestückautomaten den Platz eines Bauteilförderers ein und macht eine separate Klebstation in der Produktionslinie überflüssig.Liquidyn

Vor der Montage verifiziert das Vision-System des Bestückautomaten nicht nur das Bauteil, es prüft auch Position und Durchmesser des Klebtropfens. Entspricht die Geometrie des Tropfens nicht dem Referenzbild, wird das Bauteil einfach abgeworfen und die Maschine wiederholt den Klebvorgang. Falls dies nicht zum Erfolg führt, prüft die Maschine mit dem Vision-System die Düse des Ventils auf Verschmutzung. Verworfen wird aber nur ein Bauteil und nicht die komplette Platine.

Mehrere Komponenten übereinander

Am Bestückautomaten liegen bereits alle Daten zu Leiterplatten und Bauteilen vor. Damit kann der Bestückkopf fehlertolerant positionieren – selbst bei leicht verzogenen Leiterplatten erreichen Klebstoff und Komponenten ihr Ziel.

Siplace-Ingenieure integrierten die Jet-Dosiertechnik in einem kompakten Gehäuse. Der Klebstoff schießt in feinen Tropfen von unten an das Bauteil.

Siplace-Ingenieure integrierten die Jet-Dosiertechnik in einem kompakten Gehäuse. Der Klebstoff schießt in feinen Tropfen von unten an das Bauteil.Liquidyn

Dank des Glue Feeders lassen sich Bauteile übereinander montieren. Nachdem die erste Komponente gesetzt ist, wird die zweite mit Klebstoff beschossen und auf die erste gesetzt. Sogar der Aufbau von mehreren Etagen ist möglich.

SMT Hybrid Packaging 2015: Halle 7, Stand 361