Butterweiche Landung mit Variogrid: Das enge Rastermaß der Stifte, die sich behutsam der Baugruppen-Oberflächentopologie anpassen, sorgen für eine zuverlässige Unterstützung entlang der Fertigung.

Butterweiche Landung mit Variogrid: Das enge Rastermaß der Stifte, die sich behutsam der Baugruppen-Oberflächentopologie anpassen, sorgen für eine zuverlässige Unterstützung entlang der Fertigung. LTC Dienstleistungen

Fast 80 Prozent aller Prozessfehler in der SMT-Linie sind auf den Schablonendruck- (64 Prozent) und den Reflowprozess (15 Prozent) zurückzuführen: Zweifelsohne ist die Produktion von elektronischen Baugruppen ein hochkomplexer Prozess, der von zahlreichen technischen, betriebswirtschaftlichen und anderen Faktoren abhängig ist. Die fortschreitende Miniaturisierung mit ihrer stetig steigenden Packungsdichte stellt die Elektronikfertiger oft genug vor Herausforderungen, werden doch die Baugruppen mit allen ihren Komponenten immer empfindlicher. Daher ist es in den vergangenen Jahren unabdingbar geworden, die Leiterplatten im gesamten Produktionsprozess so gut wie möglich zu schützen.

Fehlerminimierung durch geeignete Unterstützung

Variogrid ist auch für besonders dünne beziehungsweise stark ausgefräste und damit instabile (biegsame) Baugruppen geeignet und ermöglicht dadurch eine sehr gute Wiederholbarkeit des Pastenauftrags.

Variogrid ist auch für besonders dünne beziehungsweise stark ausgefräste und damit instabile (biegsame) Baugruppen geeignet und ermöglicht dadurch eine sehr gute Wiederholbarkeit des Pastenauftrags. LTC Dienstleistungen

Leiterplatten biegen sich umso mehr durch, je dünner und ausgefräster sie sind. Auch wenn sie dabei nicht brechen, können durchaus Schäden entstehen. Beispielsweise können Spannungsrisse an Lötverbindungen entstehen, Bauteile können beschädigt werden oder verrutschen. Zudem können sich die Leiterplatten insbesondere bei hohen Temperaturen dauerhaft verformen. Für die Qualität des zuverlässigen Pastenauftrags in Drucksystemen und der zuverlässigen Bestückung von SMT-Bauteilen ist die optimale Leiterplattenunterstützung daher entscheidend. Deshalb ist das Durchbiegen und „Federn“ von Baugruppen unbedingt zu vermeiden. Schätzungen zufolge sinkt die Fehlerrate im Fertigungsprozess um 30 Prozent, wenn Leiterplatten während des gesamten Fertigungsprozesses angemessen unterstützt werden.

Dabei beschränkt sich die Platinenunterstützung nicht nur auf den Druck- oder Bestückprozess. In vielen weiteren Stationen des Fertigungsprozesses ist eine solide Unterstützung angeraten: etwa im Dispenser oder an den Inspektionsstationen, aber auch bei der Handbestückung und bei Reparaturarbeiten. Entsprechend der diversen Anforderungen haben sich verschiedene Unterstützungssysteme etabliert. So sind Leisten mit manuell fixierbaren Pins und jene mit Kunststoffpins genauso zu haben wie Unterstützungssysteme mit Bürsten oder Druckluftsysteme mit Pins und schließlich auch manuelle Pinsysteme. Für den Elektronikfertiger ist indes wichtig, dass ein Unterstützungssystem, das an wechselnden Orten zum Einsatz kommt, kurze Rüstzeiten hat und sich leicht in der Höhe anpassen lässt. Die meisten Systeme arbeiten ohnehin mit einer magnetischen Fixierung auf dem Maschinentisch, die durch Zwischenstücke auf die benötigte Arbeitshöhe gebracht sind.

Wie lässt sich jedoch eine kosteneffiziente Fertigung realisieren und gleichzeitig die Rüst- und Linienstillstandzeiten minimieren? Faktoren sind dabei nicht nur die zuverlässige Leiterplattenunterstützung als solche. Vielmehr geht es auch darum, dass der Anwender jederzeit die Baugruppe reproduzierbar einrichten kann, ohne dass dabei Bauteilbeschädigungen möglich sind. Um Baugruppen intelligent zu stützen, bietet LTC Laserdienstleistungen mit Variogrid, Softcone und Fiberflex das für nahezu jeden Anwendungsfall geeignete Unterstützungssystem.

Allrounder Variogrid passt sich behutsam an

Gerade mit Variogrid kann der Hersteller punkten. Das Flaggschiff seiner Unterstützungssysteme passt sich behutsam der Oberflächentopologie der zu bestückenden Leiterplatte oder auch der gesamten elektronischen Baugruppe an. Die butterweiche Landung schafft zuverlässig Abhilfe: Die hohe Packungsdichte von Komponenten auf beidseitig bestückten Baugruppen erschwert die Suche nach freien Stellen für den Einsatz von herkömmlichen Unterstützungswerkzeugen wie den Einzelpins. Zudem ist das Stellen der Pins sehr zeitaufwendig und kann, bei ungenauer Positionierung oder beim Bestückungsversatz zu Beschädigungen an der Baugruppe führen.

Die Variogrid-Unterstützungssysteme gibt es in vielen Ausführungen.

Die Variogrid-Unterstützungssysteme gibt es in vielen Ausführungen. LTC Dienstleistungen

Mit Variogrid entfällt dieser aufwändige Prozess: Die Module sind je nach Länge mit bis zu 188 Unterstützungsstiften ausgestattet, die in einem Raster von nur 11 mm angeordnet sind. Jeder Stift deckt somit eine Fläche von 1,21 cm² ab. Dies ist laut LTC ein absolut konkurrenzloser Wert, da das – nach eigenem Bekunden – beste vergleichbare Mitbewerber-Produkt eine Abdeckung von nur 2,28 cm² erreicht. Demnach werden mit Variogrid die auftretenden Kräfte in Pastendrucksystemen deutlich besser verteilt und dadurch erheblich minimiert. Die luftgefederte Hebung des Systems beträgt weniger als 2 g für den einzelnen Unterstützungsstift. Dadurch hat sich LTC ein Alleinstellungsmerkmal erarbeitet. Beschädigungen an Bauteilen durch zu viel Kraft wie bei herkömmlichen Systemen sind hier ausgeschlossen. Das Ausfahren und die Klemmkraft der Unterstützungsstifte sind zusätzlich individuell einstellbar, um jedem Anwendungsfall gerecht zu werden.

Alle Variogrid-Module haben eine bauartbedingte Mindesthöhe und lassen sich durch Unterbauten an die verschiedenen Arbeitshöhen problemlos anpassen.

Alle Variogrid-Module haben eine bauartbedingte Mindesthöhe und lassen sich durch Unterbauten an die verschiedenen Arbeitshöhen problemlos anpassen. LTC Dienstleistungen

Überdies ist Variogrid auch für besonders dünne beziehungsweise stark ausgefräste und damit instabile (biegsame) Baugruppen geeignet und ermöglicht dadurch eine sehr gute Wiederholbarkeit des Pastenauftrags. Es kommt damit einem CNC-bearbeiteten Drucknest am nächsten, aber mit deutlich höherer Flexibilität. Alle Module haben eine bauartbedingte Mindesthöhe und lassen sich durch Unterbauten an die verschiedenen Arbeitshöhen problemlos anpassen. Neben Pastendrucker und Bestückautomaten, lassen sich auch AOIs, ICTs und Handbestückungs-Arbeitsplätze mit Variogrid ausrüsten. Allerdings gibt es in Bestückungssystemen verschiedene Anforderungen: Zum Einen soll die Leiterplatte klassisch unterstützt werden und zum Anderen sollten auftretende Vibrationen vermieden werden, da diese ein Verdrehen von Bauteilen begünstigen und damit das Lötergebnis negativ beeinflussen. Beides lässt sich durch den Einsatz von Variogrid minimieren.

Auf Tuchfühlung mit Fiberflex und Softcone

Das Stützwerkzeug Fiberflex ist selbstrückstellend und dreidimensional flexibel, wodurch es sich jedem Bestückungsrelief anpasst.

Das Stützwerkzeug Fiberflex ist selbstrückstellend und dreidimensional flexibel, wodurch es sich jedem Bestückungsrelief anpasst. LTC Dienstleistungen

Um Vibrationen respektive Schwingungen zu vermeiden, und trotzdem zu unterstützen, gibt es bei LTC mit Fiberflex und Softcone zwei zusätzliche Modulvarianten. Der Grundkörper von Fiberflex besteht aus einem leitfähigen Kunststoff, die Borsten bestehen aus ESD-Fasern und sind somit besonders gut in ESD-relevanten Bereichen einsetzbar. Die Modulhöhen decken einen Bereich von 32 mm bis hin zu 150 mm ab.

Der Grundkörper eines Fiberflex-Moduls besteht aus einem leitfähigen Kunststoff, auf dem mit ESD-Fasern angereicherte Naturfasern aufgebracht sind.

Der Grundkörper eines Fiberflex-Moduls besteht aus einem leitfähigen Kunststoff, auf dem mit ESD-Fasern angereicherte Naturfasern aufgebracht sind. LTC Dienstleistungen

Die Dämpferbasen des Systems Softcone setzen sich aus leitfähigen Polymer-Kegeln zusammen, die dreidimensional verdrängungsfreundlich sind, egal ob punktuell oder flächig. Zudem sind sie flächenstabil und selbstrückstellend, wobei sie über eine Verdrängungstiefe von 8 mm verfügen. Auf einem stabilen Aluminiumprofil aufgebaut, sind sie ebenfalls in sämtlichen Arbeitshöhen ab einer Höhe von 32 mm zu haben. Die Module lassen sich für kundenspezifische Anforderungen problemlos in beliebigen (je 100 mm) Längen herstellen.

Bei den Softcone handelt es sich um leitfähige Polymer-Kegel auf Dämpferbasis, die dreidimensional verdrängungsfreundlich sind, egal ob punktuell oder flächig. LTC Dienstleistungen

Bei den Softcone handelt es sich um leitfähige Polymer-Kegel auf Dämpferbasis, die dreidimensional verdrängungsfreundlich sind, egal ob punktuell oder flächig. LTC Dienstleistungen

Auf einem stabilen Aluminiumprofil aufgebaut, sind die Softcone-Unterstütungssysteme in sämtlichen Arbeitshöhen und in kundenspezifischen Längen zu haben.

Auf einem stabilen Aluminiumprofil aufgebaut, sind die Softcone-Unterstütungssysteme in sämtlichen Arbeitshöhen und in kundenspezifischen Längen zu haben. LTC Dienstleistungen

Sowohl die Fiberflex- als auch die Softcone-Module werden unter der Baugruppe platziert und durch integrierte Magnete am Arbeitstisch fixiert. Damit ist die Installation bereits abgeschlossen. Der große Unterschied zu herkömmlich platzierten Pins: Aufwändiges Positionieren entfällt und durch die deutlich größere Fläche wird die Baugruppe in Position gehalten. Reparatur- beziehungsweise Ausfallkosten von Produkten lassen sich auf diese Weise minimieren.

alles aus einer Hand

SMT-Schablonen, das Spannsystem Quattro-Flex und die Leiterplattenunterstützungssysteme Variogrid, Softcone und Fiberflex sind die fünf Hauptprodukte, mit denen LTC die Anforderungen im kompletten Druck- und Bestückungsprozess abdeckt und somit alles aus einer Hand bietet. Damit will der Hersteller für eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit sorgen, die letztlich die Grundpfeiler in einer jeden SMT-Fertigungslinie sind.

SMT Hybrid Packaging 2016: Halle 7, Stand 240