Vakuumtechnik bei der Bestückung von Leiterplatten

Im Anschluss an die Herstellung von unbestückten Leiterplatten werden die Leiterplatten mit verschiedenen elektrischen Bauteilen und Komponenten bestückt. Widerstände, IC-Chips, Kondensatoren aber auch Schnittstellen jeglicher Art werden je nach Anforderung und Layout für die Bestückung der Leiterplatte verwendet. Aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Bauteilen, deren Geometrien und Eigenschaften sind die Anforderungen an die Vakuumtechnik hoch. Hohe Taktzeiten und Positioniergenauigkeit sind weitere Aufgabenstellungen, die Vakuumtechnik von Schmalz lösen kann.

Wie auch bei der Leiterplattenherstellung gibt es verschiedene Prozessschritte, für die Schmalz Lösungen bietet. Schmalz unterscheidet zwischen der Handhabung (Automation) und dem Verwenden von Vakuumtechnologie während eines Prozessschrittes (Prozessvakuum). Die folgende Tabelle zeigt einige der wichtigsten Prozessschritte im Überblick:

Prozessschritt Beschreibung Vakuum-Handhabung (Automation) Prozessvakuum
1 Leiterplattenhandhabung
2 Automatische Optische Inspektion (AOI)
3 Aufbringen Lötpaste
4 Bestückung
5 Reflow-Löten
6 AOI
7 Wenden
8 Aufbringen Lötpaste
9 Bestückung
10 Reflow-Löten
11 AOI
12 Funktionstest
13 Verpacken/Endkontrolle

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Bei der Bestückung von Leiterplatten kann auf unterschiedlichste Technologien zurückgegriffen werden. So ist es möglich, Komponenten mit Hilfe der Through-Hole-Technology (THT) oder der Surface-Mount-Technology (SMT) mit der Leiterplatte zu verbinden. Je nach Anwendung werden beide Technologien auch auf einer Leiterplatte kombiniert, um Vorteile beider Bestückungsarten zu nutzen.

Im Folgenden erfahren Sie mehr zu den einzelnen Prozessschritten, welche bei der Bestückung von Leiterplatten durchlaufen werden. Informationen zur Vakuumtechnik während der Leiterplattenherstellung finden Sie hier

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten von Vakuumtechnik während der Leiterplattenbestückung

Eingangsmaterialprüfung und erste Schritte

Zu Beginn werden die unbestückten Leiterplatten in die In-Line Bestückungslinien gebracht (1). Vor der Weiterverarbeitung wird eine erste Kontrolle durchgeführt (2). Im Anschluss an die Eingangsprüfung wird die Lötpaste mit Hilfe eines Rakels und Maske aufgetragen (3). Nach weiteren Inspektionsschritten werden die Komponenten auf der Leiterplatte positioniert (4).

Vakuumtechnik von Schmalz kommt während diesen Prozessschritten unter anderem bei der Handhabung der einzelnen Elektronik-Komponenten zum Einsatz.

Auflöten der Komponenten und Vorbereiten der Rückseite

Beim Prozess des Wiederaufschmelzlötens (Reflow-Löten) (5) wird die Leiterplatte erhitzt, sodass ein Verschmelzen der zuvor aufgetragenen Lötpaste eintritt. Nach einer weiteren Inspektion (6) wird die teilbestückte Leiterplatte gedreht (7) und die Bearbeitung der zweiten Seite kann beginnen. Wie auf der ersten Seite wird die Lötpaste aufgetragen (8), optisch inspiziert und auf Fehler überprüft.

Auch zum Drehen der teilbestückten Leiterplatte kann Vakuumtechnik von Schmalz eingesetzt werden.

Bestückung der zweiten Seite und Inspektion

Das Bestücken der Rückseite der Leiterplatte (9) erfolgt analog der zuvor bestückten Seite. Je nach Komponenten und Bauteilen sind unterschiedliche Bestückungsautomaten nötig. Durch den Einsatz des Reflow-Verfahrens werden auch hier die Komponenten mit der Leiterplatte verbunden (10). Die anschließende Inspektion (11) und folgende Funktionsprüfung (12) erfolgt mit eigens auf die Platine abgestimmten Testprotokollen. Die fertige und geprüfte Platine wird nun für den Transport vorbereitet (13).

Bei der Behandlung der zweiten Seite kann, wie bei der ersten Seite, Vakuumtechnik von Schmalz eingesetzt werden. Im Folgenden erfahren Sie mehr zu Anwendungsfällen und passenden Produkten.

Anforderungen an die Vakuumtechnik

Durch die Vielfalt und unzähligen Geometrien einer bestückten Leiterplatte ist eine Lösung zur Handhabung der Platine anzustreben, die die Höhenunterschiede der Bauteile ausgleicht und gleichzeitig eine Beschädigung aufgrund von mechanischen Beanspruchungen verhindert. Der Strömungsgreifer SCG aus dem Hause Schmalz ist durch seinen extrem hohen Volumenstrom besonders geeignet, Platinen und unebene Bauteile zu handhaben. Die Dichtlippe passt sich den Geometrien an. Durch die zum Teil abstehenden Lötfahnen beim THT-Prozess entstehen Höhenunterschiede, die der Schwebesauger SBS (basierend auf dem Bernoulli-Prinzip) ausgleichen kann und so eine Handhabung möglich macht.

Nicht nur im Bestückungsprozess selbst, sondern auch bei der Bauteilversorgungsstation („Feeder“) der Bestückungsautomaten findet Vakuumtechnik ihren Einsatz. Sei es für die Blistergurte auf Rollen (Tape&Reel) oder die Zuführung von Trays: In beiden Bereichen können Sauger von Schmalz eingesetzt werden. Selbst für größere Bauteile und bei der Bereitstellung in Kunststoff-Stangen („Tubes“) kann Schmalz adäquate Produkte anbieten.

Produkte für den Einsatz bei der Bestückung von Leiterplatten