Durchdachte Integrated Smart Factory: SMT-Linie mit Schablonendrucker DEK TQ, SPI Process Lens und Siplace-Bestückautomaten. (Bild: ASM)
Fast überall kommen neue Technologien zum Einsatz: Sei es bei Aufbau und Schnittstellen, Antrieben und Steuerung, Transport und Klemmung, bei Reinigungssystemen und Rakel. Jene Technologien erlauben nicht nur einen extrem kleinen Footprint von 1 m Breite und 1,3 m Tiefe. Dank modernster Entwicklungsmethoden sind die neuentwickelten Gehäuse und Rahmen extrem steif und unterstützen damit eine hohe Druckgenauigkeit bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten. Doch auch im Innern des Maschinengehäuses hat ASM sein umfassendes Prozess-Know-how einfließen lassen. DEK TQ ist durchgängig mit schnellen und präzisen Linearantrieben und einem neuen dreistufigen Transport ausgestattet. Als erster DEK-Drucker überhaupt nutzt es zudem die glasfaserbasierende Numotion-Steuerung, die in vielen ASM-Präzisionsmaschinen aus dem Backend- und Chip-Assembly-Bereich im Einsatz ist, Sensorsignale auswertet sowie Antriebe und andere Aktoren optimal synchronisiert.
Extreme Druckgenauigkeit
All diese Neuerungen tragen zu einer deutlich erhöhten Geschwindigkeit bei: Die Core Cycle Time (CCT), eine der zentralen Messgrößen für die Geschwindigkeit beim Schablonendruck, sinkt auf nur noch 5 s und lässt sich zudem durch den dreistufigen Transport und möglichen Back to Back Setup noch besser für einen hohen Durchsatz nutzen. In der Kombination von CCT und Abmessungen zeigt sich DEK TQ somit als extrem kompaktes Kraftpaket und setzt neue Maßstäbe bei der Flächenproduktivität. Ohne Genauigkeit bedeutet Geschwindigkeit im modernen Schablonendruck jedoch nichts. Die Messlatte liegt aktuell bei stabilen Druckprozessen für Ultra-Fine-Pitch-Anwendungen und in der neuesten Generation von 0201metrisch-Bauelementen. Die schon genannten Linearantriebe und ihre kleinteiligen Skalen für den dreistufigen Transport sowie für das Visionsystem, die Numotion-Steuerung und der stabile Rahmen sind beim DEK TQ nicht nur für die hohe Geschwindigkeit, sondern auch für eine hohe Druckgenauigkeit verantwortlich.
Die neue Software DEK TQ V1 ermöglicht eine noch einfachere und intuitivere Bedienung. ASM
Für maximale Präzision beim Lotpastenauftrag kommen beim DEK TQ weitere Innovationen wie das Offbelt-Printing und ein neuentwickeltes Klemmsystem für die Druckschablonen hinzu. Die neuartige Schablonenklemmung sorgt dafür, dass Schablonen für den Druck nicht nur mit wenigen pneumatischen Zylindern und damit an wenigen Punkten, sondern wirklich über ihre gesamte Länge gleichmäßig stabil geklemmt werden. Der qualitätsreduzierende Effekt von Schablonenrahmen-Verwölbungen kann so bereits mit der Klemmung zu großen Teilen eliminiert werden und sorgt für eine optimale Co-Planarität der Schablone zur Leiterplatte. Auch der moderne Druckkopf und die Echtzeit-Rakeldruckkontrolle verbessern die Prozessgenauigkeit weiter.
Optimal synchronisiert: Der Druckkopf mit Pastenspender, integrierter Pastenhöhenkontrolle und sehr genauen Rakeldruckkontrolle sorgt für hohe Präzision im Lotpastenauftrag. ASM
Je nach Ausstattung und Maschinenvariante weist das System eine Nassdruckgenauigkeit von ±17,5 bis ±15 µm @ 2 CpK aus. Damit eignet es sich für den prozessstabilen Lotpastendruck in Anwendungen mit ultrakleinen 0201m-Bauelementen. Auf diese Genauigkeit wird jeder einzelne Schablonendrucker vor der Auslieferung geprüft und die Maschinenfähigkeit dem Kunden gegenüber entsprechend zertifiziert. Die Verifizierungen erfolgen dabei über die Bedruckung von kalibrierten Glasplatten, die dann extern vermessen werden – ein anerkanntes Standardverfahren in der Industrie.
Der neuentwickelte Dreifach-Transport mit Offbelt Printing erlaubt Druckgeschwindigkeiten bis zu 5 sec (CCT) – auch in Ultra-Fine-Pitch-Anwendungen mit 0201m-Komponenten. ASM
Nur ein Bedienereingriff pro Schicht
Neben der Präzision und Geschwindigkeit haben sich die Ingenieure von ASM einem weiteren Optimierungsfeld in der Volumenfertigung angenommen: die Zahl der Bedienereingriffe. Das Ergebnis: Im optimalen Fall kommt DEK TQ mit einem einzigen Bedienereingriff in 8 h aus, was in Europa in etwa einer Arbeitsschicht entsprechen dürfte. Anders gesagt: Das Linienpersonal muss während einer Schicht nur ein einziges Mal Reinigungsfliese und Reinigungsflüssigkeit nachfüllen.
Die lineargetriebene Hochgeschwindigkeits-Unterseitenreinigung mit einer extragroßen, leicht austauschbaren Vliesrolle und ein Dispensersystem mit Non-Stopp-Zulauf von Reinigungsmitteln sorgen für eine durchschnittliche Standzeit von 8 h bis zum nächsten Bedienereingriff. ASM
Eine weitere wichtige Neuerung für den extrem aufwands-armen Betrieb ist das neuentwickelte, hocheffiziente Hochgeschwindigkeits-Unterseitenreinigungssystem (Understencil Cleaning System). Im DEK TQ arbeitet dieses mit einer extra-großen Vliesrolle, einem komplett neuen Andrucksystem und einem neuen Dispenssystem für die Reinigungsflüssigkeit. Durch den eigenen unabhängigen Linearantrieb mit parallelen Aktionen (Processing) setzt die neue Hochgeschwindigkeitsreinigung ebenfalls neue Maßstäbe. Ein weiterer Hebel für den aufwandsarmen Betrieb ist das vollintegrierte Pastenmanagement mit automatischem Pastenspender für Kartusche oder Topf (Automatic Paste Dispenser) und der messenden Pastenhöhenkontrolle (Paste Height Control) mit mehreren konfigurierbaren Warn- und Stopschwellen.
Die durchgängige Ausstattung mit Linearantrieben machen den Schablonendrucker DEK TQ schneller, präziser und wartungsfreundlicher. ASM
Optimierung als System
ASM Assembly Systems nimmt im Druckbereich weltweit eine Sonderstellung ein. Das Unternehmen entwickelt und produziert nicht nur Schablonendrucker, sondern ist zugleich Anbieter von Druckschablonen aller Arten, von Verbrauchsmaterialien und Toolings sowie Hersteller modernster SPI-Systeme für die Druckprozesskontrolle. Damit steht Elektronikfertigern somit fast alles Erforderliche für den Schablonendruck und ein umfassendes Prozess-Know-how zur Verfügung. Zwei der jüngsten Innovationen zeigen, wie das Zusammenspiel der ASM-Produkte den Druckprozess insgesamt optimiert.
Für die Integration in das Linien- und Materialmanagement wird der DEK TQ über offene Standardschnittstellen wie etwa IPC-9852-Hermes oder das Hochleistungsprotokoll ASM OIB für die Einbindung in Workflow-Lösungen wie ASM Command Center und die Integration in das ASM-eigene, auf die Elektronikfertigung optimierte MES-Lösung von Critical Manufacturing verfügen. So ist es möglich, das Linienpersonal auf die wenigen erforderlichen Bedienereingriffe am DEK TQ über Meldungen aus übergeordneten MES- und Workflow-Lösungen aufmerksam zu machen. Auch die Programmierung kann in ASM Printer Programming komplett offline erfolgen und lässt sich kurz vor Prozessbeginn für die einzelne Maschine validieren und herunterladen.
Präzises Pastenmanagement: In Kombination mit dem automatischen Pastenspender optimiert die lasergestützte Pastenhöhenkontrolle den Druckprozess. ASM
Zukunftsfeste Druckerlösung
Mit DEK TQ setzt ASM Assembly Systems bei der Entwicklung seiner Schablonendrucker völlig neu an. Das erlaubt den Einsatz innovativer Hard- und Softwaretechnologien sowie eine deutlich vereinfachte Integration in die vernetzte Smart Factory. Schon die reinen Leistungsdaten des DEK TQ zeigen, wie sinnvoll das ist. Er setzt bei Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stabilität der Druckprozesse neue Benchmarks. Gleichzeitig sorgt ASM an der Oberfläche für Kontinuität: Die eingesetzten Technologien im Inneren des Druckers sind komplett neu, die Softwareoberflächen für Programmierung und Bedienung sind noch bedienerfreundlicher geworden aber bleiben dem DEK-Bedienkonzept treu. Das ist sinnvoll und reduziert Schulungsaufwände bei den Kunden.
Der Automatic Paste Dispenser erlaubt es Anwendern wahlweise Pastenkartuschen oder Töpfe zu nutzen. ASM
Hinzu kommt ein extrem aufwandsarmer und damit hocheffizienter Betrieb in der Serienfertigung: Ein Bedienereingriff pro Schicht ist wirklich neu. Hier zahlt sich aus, dass ASM Assembly Systems Druck und Bestückung in der Elektronikfertigung verstärkt in einem umfassenden Systemansatz optimiert (siehe Kasten). Hier greifen verschiedene Lösungen ineinander, deren Vernetzung bei Leistung, Qualität und Prozessstabilität Grenzen verschiebt.
SMTconnect 2020: Halle 5, Stand 311
Beispiele für das Zusammenspiel der ASM-Produkte
Lifecycle Management mit Smart Stencil
Über die Einsatzdauer verbrauchen sich Druckerschablonen und verlieren an Spannung. Das wirkt negativ auf die Druckprozessstabilität und Druckprozessqualität. Mit Smart Stencil von ASM ist jetzt ein RFID-basierendes Druckzyklenmanagement für Schablonen erhältlich – völlig unabhängig von Hersteller, Typ, Material oder Rahmen der Schablonen. Die DEK-Drucker schreiben jeden Druckzyklus in den RFID-Transponder auf der Schablone. Ist die definierte Höchstzykluszahl erreicht, wird die Schablone automatisch für den Einsatz gesperrt. Nur entsprechend autorisierte Mitarbeiter können die Warn- und Stoppschwellen überschreiben. Auch Bestell- und Logistikprozesse lassen sich über Smart Stencil optimieren.
SPI mittels Process Lens
Mit Process Lens will ASM den Markt für SPI-Systeme revolutionieren. Statt mit den Bewegungen starrer Gitter erzeugt Process Lens die Moiré-Lichtstreifenmuster flexibel über einen Chip mit 8 Mio. digital und vibrationsfrei steuerbaren Mikrospiegeln. Neu ist auch das vorgeschaltete 2D-Filtering der 3D-Messungen. Die extrem exakten Messungen von Process Lens führen nicht nur dazu, dass Druckfehler mit höchster Zuverlässigkeit entdeckt werden, sondern es wird auch die bei anderen SPI-Systemen typischerweise hohe Zahl von Pseudofehlern drastisch reduziert. Bediener werden nicht mehr unnötig zum Drucker gerufen. Das macht Process Lens zur idealen SPI-Lösung für den eingriffsarmen Lotpastendruck mit dem neuen DEK TQ.
Jens Kaschke
(mrc)
