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Automatisierte Ritzmaschine zahlt sich aus

Im Jahr 2021 nahm PRECOPLAT einen vollautomatischen Kerbfräsautomat in Betrieb. Jetzt zog man ein erstes Resümee.

Noch schneller und noch präziser dank linearer Antriebstechnik über CCD-Kameras (Charge Coupled Device). Durch die Anschaffung und Inbetriebnahme eines vollautomatischen Kerbfräsautomaten (LHMT SCM412) kann PRECOPLAT durch Kerbfräsen mit 0-Abstand eine kostengünstige Alternative zum klassischen Ausfräsen von Leiterplatten anbieten. Hierdurch wird Materialverschnitt reduziert und dem Kunden die Möglichkeit gegeben, Platinen mit Sollbruchstellen zu versehen, da in den Kerben die Materialdicke reduziert ist. So ist es möglich, die Leiterplatten direkt mit Bauteilen zu bestücken und erst hinterher mit einem Trennschneider zu vereinzeln.

Vollautomatischer Kerbfräsautomat SCM412 bei der Arbeit. Der Kerbfräsautomat ermöglicht vollautomatisches Kerbfräsen (Ritzen) mit Roboterbe- und Entladen. Programmerkennung per Barcode und Versatzminimierung per Skalierung der Ritzmasse.

Jetzt nach einem Jahr resümiert Geschäftsführer Andreas BRÜGGEN den vollen Erfolg dieser Investition; die Anforderungen wurden sogar übererfüllt: Ob einseitiges Ritzen oder Sprungritzen –der Dimensionsversatz durch die Vorprozesse konnte maximal reduziert werden. Durch QR- oder Barcodes auf jeder Leiterplatte werden automatisch die passenden CNC-Programme geladen und somit die Rüstzeit durch ununterbrochene sequentielle Bearbeitung auf „0“ reduziert. Ebenfalls ist die Rückverfolgbarkeit des Prozesses durch die Erkennung eines jeden Nutzens stets sichergestellt. Durch den Einsatz eines 6-Achsen Roboters konnte das ansonsten anfällige Handling der Platinen stark verbessert werden. Wartungszyklen konnten ebenso reduziert werden.

Die Erneuerung der Ritz- und Fräsprozesse ist nur ein kleiner Teilschritt für eine zukunftsfähige Produktion, welche auch bei feinsten Strukturen noch eine hohe Prozesssicherheit bietet. Alle Prozessschritte bei der Herstellung der Leiterplatte werden bei PRECOPLAT stets auf dem aktuellsten Stand der Technik gehalten. Neben dem vor kurzem in Betrieb genommen Direct-Imaging-Systems, plant PRECOPLAT schon in Kürze ein „Fine Line“-Ätz- und Strippingzentrum, um den steigenden Anforderungen an die Miniaturisierung der Leiterbahnstrukturen bei gleichzeitig geforderter Dickkupfertechnik einen Schritt voraus zu sein.

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Galvanisch Nickel Gold (Steckervergoldung)

Auch Hartvergoldung genannt. Im Unterschied zum ENIG-Prozess wird zwar auch Nickel als Diffusionssperre zum Kupfer eingesetzt, jedoch wird das Gold galvanisch, das heißt mit einer Außenstromquelle abgeschieden. Somit können wesentlich größere Schichtdicken von 1 – 4 µ erreicht werden. Dieses „Hartgold“ wird für Leiterplatten mit Steckerleisten eingesetzt, die mehrfach gesteckt werden. Je dicker das Gold, umso höher die Anzahl der Steckzyklen (Beispiel: 0,4 µ Au = 20 Steckzyklen, 2 µ = 500 Steckzyklen).

OSP (Organic Surface Protection)

OSP ist eine organische Lösung, die durch ein Tauch- oder Spülbad selektiv auf lötbare Kupferoberflächen mit einer Schichtstärke von 0,2 bis 0,6 µ abgeschieden wird. Die Oberfläche ist plan und eignet sich gut für feine SMD-Bestückung. Mehrfache Lötprozesse sind nicht möglich, da sich die transparente Schicht bei Temperaturen jenseits von 150 °C zersetzt.

Die Lagerfähigkeit ist auf 6 Monate begrenzt.

Chemisch Silber (chem Ag.)

Chemisch Silber ist eine metallische, sehr gut mehrfach lötbare Endoberfläche mit einer Schichtstärke von 0,2 – 0,4 µ, die außenstromlos auf Lötstellen abgeschieden wird (ähnlich dem Prozess Chemisch Zinn). Die Oberfläche ist plan und eignet sich gut für die SMD Bestückung.

Eine Lagerzeit von bis zu 6 Monaten ist möglich. Ähnlich wie bei Chemisch Zinn verliert die Oberfläche ihre Lötfähigkeit durch Schwankungen der Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Oberflächen dürfen keinesfalls mit schwefelhaltigen Materialien in Berührung kommen (wie beispielsweise bestimmte Arten von Packpapier).

Chemisch Zinn (chem. Sn)

Chemisch Zinn ist eine metallische, sehr gut lötbare Endoberfläche. Eine dünne Schicht von ca. 0,7 – 1,2 µ Zinn wird außenstromlos auf dem Kupfer der Lötstellen abgeschieden, wo es die Oxidation des Kupfers verhindert. Die Oberfläche der Pads ist sehr plan und eignet sich somit besonders für SMD-, CoB- und HDI- und Einpresstechnik.

Die Lagerzeit sollte 6 Monate nicht überschreiten. Feuchtigkeit und Temperaturunterschiede während der Lagerung können die Lötfähigkeit beeinträchtigen.

ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)

Zwischen den Prozessschritten Nickel und Gold beim ENIG-Prozess wird beim ENEPIG zusätzlich Palladium als Zwischenschicht (0,05 – 0,25 µ Dicke) außenstromlos in die Endoberfläche eingefügt.

Diese zusätzliche Schicht ist nicht nur hervorragend für alle Lötvarianten geeignet, sondern wird vor allem für das Golddrahtbonden verwendet. Das Verfahren gilt als sehr teure Spezialanwendung.

Chemisch Nickel Gold (ENIG = Electroless Nickel Immersion Gold)

ENIG oder Chemisch Nickel Gold ist eine metallische, sehr gut lötbare Endoberfläche. Sie wird auf der Kupferschicht der Lötstellen mit einer Schichtstärke von 4 – 9 µ Nickel und idealerweise 0,05 – 0,1 µ Gold abgeschieden, wodurch die Oxidation des Kupfers verhindert wird. Die Abscheidung erfolgt außenstromlos mit Hilfe von katalytischen Prozessen sowie des elektrischen Potentialunterschieds (Wertigkeit) der eingesetzten Metalle.

Die Oberfläche ist sehr plan, die mehrfache Lötfähigkeit für SMD, Cob und HDI-Technik sowie Aludrahtbonden geeignet und verfügt über eine Lagerfähigkeit von bis zu 12 Monaten.

Die Oberfläche ist IPC-4552 spezifiziert und erfüllt die aktuellen Anforderungen von RoHs und WEE.

Heißluftverzinnung (HAL = Hot Air Leveling)

Der Begriff Heißluftverzinnung wird sowohl für das Produktionsverfahren als auch für die Oberfläche von Leiterplatten mit 99,55 % Sn (Zinn), 0,3 % Ag (Silber) und 0,15 -0,05 % Ni (Nickel), verwendet. Sie soll das darunter liegende Kupfer der Lötstellen vor Oxidation schützen.

Die Leiterplatten werden in eine Heißschmelze (> 260°C) aus den genannten Metallen eingetaucht. Danach werden die zu verzinnenden Oberflächen mit heißer Druckluft plan und die Bohrungen frei geblasen. Die Oberfläche ist für mehrfaches Löten sehr gut geeignet und bis zu 12 Monate lagerfähig.

HAL ist bei radialer Bestückungs- und einseitiger SMD-Technik qualitativ und preislich sehr attraktiv. Unser Lot ist bleifrei und erfüllt die RoHS-Richtlinien.