| von David Walmsley, Tim Van den Eede

Auf dem Gebiet der robusten, integrationsfähigen Kennzeichnungslösungen mit langlebigen Etiketten und Druckern sowie der passenden Software-Infrastruktur hat sich der Kennzeichnungsspezialist Brady eine zentrale Stellung erarbeitet. Immerhin besteht ein realer Bedarf an schnellen, genauen und konsistenten Lösungen zur Identifizierung von Komponenten für die Traceability. Da Etiketten immer kleiner werden, steigen die Anforderungen an die Platziergenauigkeit. Die besten Ergebnisse liefert die Kombination von einfach einsetzbaren High-end-Applikatoren mit spezifisch für die automatische Verarbeitung entwickelten Etikettenmaterialien. Bei Brady sieht man diese Aufgabe als fertigungsbezogene Gesamtlösung.

Die drei Elemente der Kennzeichnung

Ein effizientes System zur Komponentenkennzeichnung in der Massenherstellung besteht aus drei gleichermaßen wichtigen systemischen Elementen:

  • einem robusten Etikettenmaterial, mit einem Aufdruck, der auch nach jahrelangem Einsatz unter extremen Bedingungen noch eine fehlerfreie Identifizierung ermöglicht,
  • einem spezifischen Kennzeichnungssystem, das die automatische Etikettierung des jeweiligen Produkts ermöglicht, und
  • einer geeigneten Barcode-Software, die in das MRP-System des Herstellers integriert werden kann und die Darstellung verschiedener Daten auf dem jeweiligen Etikett ermöglicht.

Die zur Leiterplattenkennzeichnung verwendeten Etikettenmaterialien und Einrichtungen müssen auf allen Stufen des Fertigungsprozesses die hundertprozentige Lesbarkeit der Etiketten sicherstellen. Besonderes Augenmerk haben die Entwickler bei Brady auf gute Bedruckbarkeit gelegt, damit einher geht ein konturscharfes Druckbild. Unsaubere Druckkanten gehören der Vergangenheit an. Die Beständigkeit und Zuverlässigkeit von Etiketten für die Rückverfolgbarkeit hängen in hohem Grade von den Materialien ab. Hierbei ist es auch wichtig, dass die Produktionsverfahren der Etiketten genau auf deren Einsatz in automatischen Kennzeichnungssystemen abgestimmt sind. Zudem bedingt die Materialqualität in ihrer Gesamtheit nahezu 80 Prozent der Ausfallsicherheit beim automatischen Applizieren der Etiketten. Deshalb hat die F&E-Abteilung von Brady spezifisch aufgebaute Polyimidmaterialien für Auto-Apply und Materialien für die automatisierte Kennzeichnung von Leiterplatten entwickelt. Sie werden als Ultratemp-Serie mit insgesamt neun unterschiedlichen Etikettenmaterialien vermarktet.

Diese Etiketten überstehen unbeschadet fünf Minuten lang Temperaturen bis zu 260 °C. Überdies sind sie beständig gegen scharfe Chemikalien und Reinigungsverfahren, die bei der Fertigung von Flachbaugruppen, Geräten und Bauteilen üblich sind. Da die hitzebeständigen Etiketten zumeist als erste Komponente auf die Leiterplatte aufgebracht werden, ermöglichen sie die Überwachung des gesamten Herstellungszyklus und tragen so zu Verfahrensoptimierungen und Betriebskostensenkungen bei. Die Etikettenmaterialien werden unter strengen Bedingungen geprüft, um ihre Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Chemikalien und mechanischen Abrieb sicherzustellen und eine optimale Leistung bei Aufschmelz- und Schwalllöt-Verfahren sowie bei der Platinenreinigung zu gewährleisten.

Materialoptionen für jede Anwendung

Mit Optionen für spannungsableitende Etiketten, unterschiedliche Substratdicken, manuelles und automatisches Anbringen eignet sich die Ultratemp-Serie für die aktuellen Verfahren der Leiterplattenkennzeichnung. Spezielle Trägermaterialien (Autodispens-Liner) sichern die problemlose Verwendung in gängigen automatischen Etikettierlösungen (Print & Apply). Die Polyimid-Etiketten werden in ISO-9001- und ISO/TS-16949 zertifizierten Prozessen gefertigt und sind UL-CSA gelistet. Sowohl Standardgrößen als auch kundenspezifische Sonderformate sind erhältlich. Die zugehörigen Farbbänder sind auf die Etikettenmaterialien abgestimmt und sorgen für einen beständigen Aufdruck gegen verschiedenste Lösungsmittel und Waschprozesse.

Recht interessant ist die ‚Thermal Transfer Clean Liner Technology‘. Die Etiketten werden dabei nach dem Stanzvorgang auf den Liner aufgebracht. Der Vorteil ist, dass ohne Overcutting kein Kleber bei zu hohen Temperaturen in die Stanzung laufen kann. Das eliminiert Ausfallzeiten infolge von nicht platzierten Etiketten oder gerissenem Liner (Trägermaterial). Selbst bei hohen Temperaturen ist ein reibungsloser Ablauf sichergestellt. Im Hinblick auf die Abrieb- und Lösungsmittelbeständigkeit der Kennzeichnung sowie auf die optische Auflösung der verfügbaren Lesetechnik bieten sich generell die Optionen Laserkennzeichnung oder Applizieren gedruckter Etiketten an.

Für die Kennzeichnung mit gedruckten Etiketten gilt, dass sie bei Auflösungen zwischen 300 und 600 dpi alle Prozessoptionen zur Identifizierung von Komponenten und Leiterplatten bietet – selbst bei großem Datenumfang. Die Etikettierlösung bietet zudem die Möglichkeit bei geringem Platz die Etiketten auf die Bauteile aufzubringen, sie bietet mehr Sicherheit, da die Kennzeichnung Leiterbahnen nicht verletzen kann und die Möglichkeit, etwaige Kennzeichnungsfehler nachzuarbeiten, also das Etikett zu überkleben oder neu zu drucken — alles bei maximalem Kontrast und auf beliebig geformten Oberflächen.

Flotte Druckapplikatoren

Druckapplikatoren bieten hochqualitativen Thermotransferdruck bei erhöhter Flexibilität, auch bei schnell wechselnden Kennzeichnungsjobs. Dadurch entfallen die Kosten für das manuelle Aufbringen der Etiketten und deren zuverlässige Positionierung wird sichergestellt, speziell bei winzigen Etiketten. Das Prinzip ‚Zero Queue‘ Print & Apply von Brady setzt die Druck- und Applikationszeit weiter herab. Processing und Tracking geschehen in Echtzeit, ohne Warteschlange. Das bringt eine substanzielle Verkürzung des Durchlaufs. Falsch bedruckte Etiketten lassen sich unmittelbar anschließend neu ausdrucken – bis zu drei Mal. Auch dies spart Zeit und Kosten in der Produktion.

Die Eigenschaften der Druckapplikatoren sind vielfältig:

  • Spendesystem für zuverlässige und genaue Kennzeichnung auf sehr vielen Materialien.
  • Keine Stützluft erforderlich – also kein Etikettenflattern (Flying-Label Technik).
  • Saug- und Druckluftdüsen zur Anpassung an Unterschiede in der Materialdicke.
  • Zero-Queue-Printing für Verarbeitung, Verfolgung und Fehlerbehebung in Echtzeit.
  • Kleinste Etiketten werden präzise bedruckt und appliziert.

Eine Neuerung im Rahmen dieser angebotenen automatischen Druck- und Etikettierlösungen ist der BSPTM61, ein Druckapplikator mit kleiner Standfläche und einfacher Integration in Fertigungssysteme.

Leichte manuelle Etikettierung

Auch für das manuelle Etikettieren stehen unterschiedliche Drucksysteme zur Verfügung. Sie bieten Optionen um Etiketten vorzudrucken, wieder aufzuwickeln, und dem manuellen Etikettierprozess bereitzustellen. Alternativ lassen sich Etiketten auch manuell einfach und schnell direkt vom Drucksystem durch eine optionale Spendekante entnehmen. Gleiches auch beim Feeder: Selbst da ist es möglich, vorbedruckte Etiketten durch Feeder, die zu fast allen gängigen Bestückungsmaschinen kompatibel sind, auf Leiterplatten aufbringen.

Der Etikettendrucker BBPTM33 sorgt für müheloses Drucken selbst bei häufigen Materialwechseln, da keine Einrichtung nötig ist und die Kalibrierung automatisch erfolgt. Mit seinem flexiblen und abfallfreien Materialwechsel eignet sich das System für Fertigungsanlagen mit vielfältigen Kennzeichnungsanforderungen, vom Etikettieren von Leiterplatten bis hin zur Kennzeichnung von Kabeln mit Schrumpfschläuchen. Der Drucker lässt sich problemlos mit verschiedenen Materialien einsetzen, die beständig gegen zahlreiche Chemikalien und Temperaturen sind und in standardmäßigen und benutzerdefinierten Größen erhältlich sind.

Rückverfolgbarkeit als System

Das zentrale Element der Rückverfolgbarkeit sind qualifizierte Etiketten. Etikettierlösungen, die sich nahtlos in das MRP-System oder eine andere Steuerungssoftware des Herstellers integrieren lassen, stellen sicher, dass Barcodes oder gängige 2D-Codierungen und variable Informationen auf jede einzelne Komponente oder Baugruppe gedruckt – und auch von ihr abgelesen werden können.

Da diese Daten für die Produktionskontrolle über das MRP-System transparent sind, lassen sich Qualitätsprüfungen effizienter durchführen. Das gilt für die schnellere Identifizierung defekter Teile sowie die Identifizierung eines Loses von eventuell fehlerhaften.

Eigenschaften der Druckapplikatoren

Ohne eine effiziente Kennzeichnung geht in der heutigen elektronischen Baugruppe nichts mehr. Etiketten sind meist die erste Wahl, um Baugruppen und Leiterplatten dauerhaft zu kennzeichnen. Dennoch sind einige Aspekte zu beachten: Hochwertige Etikettenmaterialien und passende Farbbänder sind genauso unerlässlich wie geeignete, systemfähige Drucker. Eine regelmäßige Druckerwartung, eine angemessene Software-Infrastruktur und geschultes Bedienpersonal sorgen für eine dauerhaft hohe Etikettierqualität.

David Walmsley

ist Global Market Manager Electronics von Brady

Tim Van den Eede

ist EMEA Product Marketing Manager von Brady

(mrc)

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