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Optodrilling: Die exakte Bohrungsvermessung erfolgt mittels einer speziell konzipierten Laservermessstation.
Optodrilling: Geradenmessung an einem Fiducial.
Kommt beim Automobilzulieferer Küster zum Einsatz: Der High-Speed Nutzentrenner Divisio 5100 Flexible, ausgestattet mit einem Traystapler.

Mit der Option will Asys einen neuen Standardprozess für die Fertigung von mit LEDs bestückten Leiterplatten bieten. Beim so genannten Optodrilling werden Löcher gebohrt, die zur Ausrichtung und Aufnahme von optischen Bauteilen gedacht sind. Optodrilling ist eine Option für die Nutzentrennsysteme der Divisio-Serie. Die Option lässt sich sowohl in Inlinesysteme als auch in manuelle Systeme mit Rundschalttisch integrieren. Mit Optodrilling will der Maschinenbauer auf der Erfolgswelle der LEDs mitschwimmen: Keine Lampe ist so klein wie eine LED. Ungewöhnliche Einsatzmöglichkeiten und noch nie dagewesene Designfreiheiten treiben den Siegeszug der lichtemittierenden Diode voran. Maßgeblich für die Akzeptanz von LEDs als Leuchtmittel ist die Lichtqualität: Die Anforderungen an Homogenität und Farbtemperatur sind hoch, denn das menschliche Auge nimmt bereits die Abweichung von einigen Kelvin als Farbunterschied wahr.

Immer mehr Möglichkeiten eröffnet die LED-Technik für die Automobilindustrie. Eine Innovation ist das blendfreie Fernlicht. Abblenden wird überflüssig, denn das Auto erkennt andere Fahrzeuge und verdunkelt die entsprechenden Segmente im Leuchtbereich. Das ist nur möglich, weil die neuartigen Hauptscheinwerfer mit LED-Clustern arbeiten. Diese lassen sich einzeln ansteuern und schaffen so komplexe Abstrahlgeometrien. Doch für die Fertigung der LED-Platinen bedeutet das erhöhte Anforderungen an Präzision. Die optischen Elemente müssen hochgenau platziert werden, damit der Abstrahlwinkel seine definierte Funktion im LED-Cluster erfüllt.

Herausforderung: Ermittlung des Bohrmittelpunkts

Um die optischen Bauteile (wie Spiegel oder Linse) präzise zu positionieren, sind entsprechende Bohrungen in der Leiterplatte notwendig. Bei herkömmlichen Verfahren werden die Bohrungen schon bei der Leiterplattenproduktion festgelegt. Doch wenn die Leiterplatten die Lötanlage durchlaufen, verschwimmen die LEDs auf den Lotpastendepots. Beim Optodrilling hingegen können LEDs „frei“ auf eine Leiterplatte gesetzt werden. Das Bohren der Löcher findet direkt vor dem Aufbringen der optischen Bauteile statt. Ein Kamerasystem ermittelt die Leuchtmittelpunkte der LEDs und damit die optimale Lochposition. Die Optik wird mit einer geringen Lagetoleranz platziert. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verdoppelt sich dadurch die Genauigkeit von 100 µm auf ± 50 µm.

Die Herausforderung beim Optodrilling ist die Positionierung des Bohrmittelpunkts, denn mit der Driftbewegung des Fräsers, dem so genannten Taumelschlag, entsteht zwangsläufig ein Versatz. Um diesen möglichst gering zu halten, muss der Taumelschlag gemessen und ein optimaler Grundlauf zum Bohrmittelpunkt ermittelt werden. Dazu hat Asys eine hochpräzise Laservermessstation integriert. Um hohe Standzeiten sicherzustellen, wurde mit Werkzeugherstellern zusammengearbeitet und spezielle Werkzeuge für das Trockenbohren in Aluminium entwickelt. Dadurch ließ sich ein CPK (Prozessfähigkeitswert) von >1,33 erreichen.

Präzise Trennung mittels Laser

Ein berührungsloses und damit stressarmes Trennen von Leiterplatten mittels Laser ermöglicht die Divisio-Nutzentrennerfamilie.

Ein berührungsloses und damit stressarmes Trennen von Leiterplatten mittels Laser ermöglicht die Divisio-Nutzentrennerfamilie.Asys

Für jede Anwendung den passenden Nutzentrenner zu bieten, ist die Motivation von Asys, seine Divisio-Serie stetig zu erweitern, wodurch über die Jahre ein umfassendes Angebotsspektrum entstand, das von semi-automatischen Einsteigermodellen bis hin zum High-End-Inlinesystem reicht. Mit der Divisio 5000 Flexible wurde ein Hochgeschwindigkeits-Nutzentrenner mit kleinem Footprint vorgestellt. Mit der Divisio 5100 wurde entsprechend nachgelegt: Der flexible Nutzentrenner wartet mit einem optimierten Handling auf. Ein Doppelgreifersystem soll die Produktionskapazität von 8 Mio. Bauteilen pro Jahr auf bis zu 10 Mio. Bauteilen steigern können. Dass so ein System schnell zum „Renner“ werden kann, wird mit dem Asys-Kunden belegt: Der Automobilzulieferer Küster Automotive hat erneut in einen High-Speed-Nutzentrenner investiert. Die vollautomatische Anlage, Divisio 5100 Flexible, kann Leiterplattennutzen mit Formaten von bis zu 460 mm x 460 mm aufnehmen und mittels Schaftfräser trennen.

Mit Küster verbindet Asys eine langjährige Partnerschaft. Kontinuierlich investiert der Automobilzulieferer in Asys-Anlagen für die Fertigung und Montage von elektromechanischen Baugruppen am Standort Ehringshausen. Im Zuge der kontinuierlichen Produktionserweiterung hat das Unternehmen bereits die vierte Nutzentrennanlage in Betrieb genommen. Sowohl im Bereich von Montagelinien als auch bei der flexiblen Inselfertigung setzt Küster beim Nutzentrennen auf die langjährige Kompetenz des Maschinenbauers. „Die sehr gute Kunden- und Lieferantenbeziehung zu Asys haben wir mit dieser Investition weiter gestärkt. Auch in unserer SMT-Fertigung setzen wir mit Handlingmodulen, Lasermarkiersystemen und Schablonendrucker weitere Anlagen von Asys ein“, erläutert Thomas Hartmann, Leiter Prozessplanung von Küster. Die breite Palette an hochwertigen, eigenentwickelten und -gefertigten Anlagen, gepaart mit der hohen Flexibilität des Unternehmens, würden Asys „als strategischen Partner für die Automatisierungstechnik in der Elektronikfertigung auszeichnen“, resümiert er die langjähre Verbundenheit.

SMT Hybrid Packaging 2015: Halle 7, Stand 441