Lotperlen zuverlässig entfernen

Ein breitgefächertes Portfolio in der Augsburger Boardfertigung umfasst alles vom kleinen Add-On-Board, das im Mehrfachnutzen gefertigt wird, bis hin zum beidseitig bestücktem SMD-Serverboard, das 500 x 460 mm² groß ist und auf dem über 8000 Bauteile verbaut sind. Es werden pro Jahr etwa zwei Millionen Boards im Dreischichtbetrieb gefertigt. Der hohe Automatisierungsgrad erlaubt den Betrieb einer kompletten Fertigungsline mit nur sieben Mitarbeitern.

Um nach IPC-Kriterien (Abnahmekriterien für elektronische Baugruppen) zu fertigen, ist es notwendig, die Fertigungslinien so auszustatten, dass die beim Prozess möglicherweise entstandenen Lotperlen zuverlässig von der Lötseite des Mainboards entfernt werden können.

Zu diesem Zweck wurde in enger Zusammenarbeit mit der Firma Asys Automatisierungssysteme ein Inline-Bürstmodul mit integrierter Kühlfunktion entwickelt. Dieses neue Inline-Bürstmodul setzt zuverlässig die Anforderung in einer Fertigungslinie um.

Exakte Fixierung des Mainboards

Nach dem Wellenlötprozess wird das Mainboard in einen speziellen Aufnahmerahmen umgesetzt. Dieser befördert das Board sicher in das Inline-Bürstmodul. Über seitliche Klemmleisten wird der Rahmen in einer bestimmten, über einen Sensor definierten Position exakt fixiert. Um ein Hochdrücken des Mainboards beim Bürstvorgang zu verhindern, wird mit Hilfe eines Niederhaltesystems von oben Gegendruck ausgeübt.

Im nächsten Schritt fährt ein gegenläufiges Bürstenpaar unterhalb am Board entlang und entfernt in einem Arbeitszyklus die Lotperlen. Durch eine spezielle Anordnung und Länge der Bürstenhaare ist ein sicheres und schonendes Entfernen der Lotperlen auch an schwer zugängigen Bereichen möglich. Die entfernten Lotperlen werden in einer Auffangwanne gesammelt und können somit leicht aus der Anlage entfernt werden.

Integrierter Radiallüfter

Nach dem Bürstprozess wird der Rahmen inklusive Mainboard unter eine Kühlhaube des Moduls befördert. Ein integrierter Radiallüfter, der über Luftleitbleche kalte Luft über das Mainboard strömen lässt, kühlt das Mainboard über eine voreingestellte Zeit ab. Das Board wird solange gekühlt, bis es die richtige Temperatur erreicht hat, die ein Handling des Boards an den nachfolgenden Arbeitsplätzen ohne Probleme ermöglicht.

Um einen gleichmäßigen Prozess zu gewährleisten, wird nach dem Bürstmodul das Mainboard mit einem AOI-System geprüft. Dabei werden definierte Bereiche auf Lotperlen untersucht. Diese Maßnahme dient als zusätzliche Sicherheit, damit ein frühzeitiges Eingreifen bei Abnutzung der Bürsten gewährleistet ist. Denn nur so ist eine zuverlässige Entfernung der Lotperlen möglich.

Gleichbleibendes Temperaturniveau

Ein zusätzlicher Effekt besteht darin, dass durch den Bürstprozess keine Lotperlen mehr in die Testsysteme transportiert werden, die dort zu Fehlfunktionen führen können.

Auch ein gleichbleibendes Temperaturniveau, das durch die integrierte Kühlfunktion erzielt wird, ist sehr hilfreich bei der Prüfung der Boards an den Testsystemen.

In der Evaluierungsphase des Moduls wurden bereits über 50.000 Boards gereinigt und ein sehr guter Reinigungs /- und Kühleffekt erzielt. Durch die sehr gute und enge Zusammenarbeit mit Asys Automatisierungssysteme ist es gelungen, in kurzer Entwicklungszeit ein Bürstmodul für den Inlinebetrieb zu generieren, dass nicht nur Lotperlen zuverlässig entfernt, sondern auch in anderer Hinsicht Pluspunkte bei der Fertigung von Mainboards erzielt.

(ah)