High Speed Lotpasten-Jetting in der SMT-Fertigungslinie für Leiterplatten

Dabei stehen Qualität und Termintreue an oberster Stelle.

Im Jahr 2023 wurde beschlossen, die Bestückungslinie um ein Modul zu erweitern. Da auch der Schablonendrucker altersbedingt ausgetauscht wurde, entstand die Frage, ob der Prozessablauf geändert werden muss. Soll auf den Schablonendruck verzichtet werden und dafür auf 100% Lotpasten Jetting gesetzt werden?

Der Bericht informiert über die Herausforderungen und Ergebnisse dieser Überlegungen.

1. Ausgangslage

Mostec betreibt die gesamte SMT-Fertigung mit nur einem Operator. Deshalb wollte man die Prozesse in der Linie so gut wie möglich zusammenfassen und vereinfachen. Die Linie sollte trotz vieler Produktwechsel möglichst autonom laufen, was im bestehenden Zustand nicht möglich war.

Neue Produkte mit superfeinen Pitch-Konnektoren und sonstige Komponenten mit sehr kleinen Pad-Grössen gingen in die Produktion. Der Drucker hatte Mühe, diese Komponenten immer sauber und mit hoher Qualität zu verarbeiten. Dies führte zu Fehlern, teuren Nacharbeiten mit zusätzlichen manuellen Kontrollen.

Der Kunde legt grossen Wert auf einen möglichst schonenden Umgang mit Ressourcen. Es wurde festgestellt, dass beim Schablonendruck bis zu 35% der Lotpaste weggeworfen wird. Das Auftragen der Lotpaste und weitere Prozesse wie das Reinigen der Schablone sind nur durch den Einsatz von Chemikalien möglich.

Bestimmte erforderliche Prozesse wie z.B. Lotpaste in Kavitäten, Stufendruck, unterschiedliche Lotpasten-Mengen pro Pad, Drucken von Komponenten mit superfeinem Pitch und schnelles Prototyping waren erschwert oder gar nicht möglich.

2. Evaluation

Der Kunde Mostec thematisierte die Möglichkeit, auf einen Schablonendrucker zu verzichten und auf der neu anzuschaffenden Bestückungs-Maschine auch Lotpaste zu jetten – für die gesamte Produktion und das gesamte Spektrum.

Die Vorteile wurden schnell erkannt, und zusätzliche Fragen wurden gestellt:

• Die Prozessgeschwindigkeit des Jettens ist langsamer als ein Zyklus des Schablonendrucks. Gibt es Wartezeiten beim Bestücken?
• Kann das Jetten die hohen Qualitätsanforderungen auch im Superfein-Pitch erfüllen?
• Können Programme schnell programmiert werden?
• Können die Personal- und Qualitätsanforderungen wirklich mit dem Jet-Prozess erfüllt werden?
• Wird die Produktion mit einem Jet-Prozess billiger als mit einem Schablonendrucker?

3. Antworten und Erfahrungen mit der Löt Pasten Dispenser-Lösung (Solder Jet Printing)

Die Mostec-Produktionslinie besteht nun aus einer Magazin-Ladestation, einem 1. SMD-Bestücker mit 2 integrierten Jet Ventilen für kleine und grosse Dots (All-in-One), einem nachfolgenden Bestücker und einer Magazin-Entladestation.

Die Linie ist seit Februar 2024 in Betrieb. Gemäss dem Mostec Projektleiter Fabian Häfelfinger sind die Erfahrungen durchwegs positiv: «Die Lösung hat unsere hohen Erwartungen übertroffen.»

Sehen Sie das Video, https://vimeo.com/961232557

Positive Ergebnisse:

• Im Lotpastenprozess haben die Leiterplatten wesentlich weniger Fehler.
• Die Arbeit an der Maschine beschränkt sich auf das Wechseln der Kartuschen nach einigen Monaten, und auf eine wöchentliche Reinigung von ca. 10 Minuten.
• Die Arbeiten an der Linie wurden massiv reduziert. Es gibt keinen Ausschuss von Lotpasten mehr.
• Die Leistung genügt, um immer schneller zu dispensen als zu bestücken.

Mostec kann den Lotpasten Jet-Prozess für High-Mix Low-Volume SMT-Bestückungslinie empfehlen.