Was sind Leiterplatten-Bestücker?
Leiterplatten-Bestücker sind Geräte zur Montage von elektronischen Bauteilen auf der Oberfläche von Leiterplatten.
Sie werden auch als Surface Mounter oder Chip Mounter bezeichnet und montieren Bauteile verschiedener Formen und Größen mit hoher Geschwindigkeit und Präzision. Es gibt zwei Arten von Leiterplatten-Bestücker: rotierende Leiterplatten-Bestücker und modulare Leiterplatten-Bestücker. In den letzten Jahren haben sich modulare Leiterplatten-Bestücker durchgesetzt, die kompakter sind und eine höhere Montagegeschwindigkeit aufweisen.
Die Oberflächenmontage, auch bekannt als SMT (Englisch: Surface Mount Technology), ist eine Methode zur Montage von Leiterplatten. Elektronische Bauteile wie IC-Chips und Kondensatoren werden auf der Oberfläche einer Leiterplatte montiert, und die Elektroden werden in einem Reflow-Ofen durch Verbinden mit pastenförmigem Lot fixiert.
Im Vergleich zur Bestückung, bei der die Anschlüsse der Bauteile in Löcher gesteckt werden, ist diese Methode platzsparend und hat sich in den letzten Jahren als gängige Bestückungsmethode durchgesetzt. Für die Kleinserienfertigung mit einer geringen Anzahl von Platinen und Bauteilen ist auch die manuelle Lötmontage von Hand möglich.
Anwendung von Leiterplatten-Bestückern
Es gibt viele Leiterplatten, die mit Leiterplatten-Bestückern oberflächenmontiert werden und fast überall zu finden sind, wo eine elektrische Leiterplatte benötigt wird. Beispiele für oberflächenmontierte Leiterplatten im Einsatz sind:
- Mobiltelefone
- Smartphones
- Spielkonsolen
- Haushaltsgeräte
- Automobil-Substrate
- Flugzeuge
- Raketen
Sie werden in vielen bekannten Gegenständen verwendet, die elektrische Leiterplatten erfordern. Die Oberflächenmontage besteht aus einem Druckprozess, einem Montageprozess und einem Reflow-Prozess. Leiterplatten-Bestücker werden benötigt, um die elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte zu montieren, nachdem der Klebstoff durch Cremelotdruck oder Dispensen im Druckverfahren aufgetragen wurde. Anschließend wird in einem Reflow-Ofen Wärme zugeführt, damit sich das Lot und der Klebstoff mit dem Bauteil verbinden und auf dem Bauteil haften.
In den letzten Jahren sind die elektronischen Bauteile kleiner als einige Millimeter geworden, so dass es schwierig ist, sie von Hand zu montieren. Leiterplatten-Bestücker, die eine genaue und schnelle Montage von Bauteilen ermöglichen, sind für die Leiterplattenmontage unverzichtbar. Es gibt Leiterplatten-Bestücker für eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen, auch für unregelmäßig geformte und große Bauteile.
Funktionsweise der Leiterplatten-Bestücker
Leiterplatten-Bestücker sind eine Vorrichtung zur Montage von Bauteilen auf Leiterplatten, auf die zuvor Lötdruck oder Klebstoff aufgetragen wurde. Die in die Zuführung eingelegten Bauteile werden von den Saugdüsen der Vorrichtung aufgenommen und an einer vorbestimmten Position auf der Leiterplatte befestigt. Der Aufbau der Leiterplatten-Bestücker ist wie folgt:
- Kopfeinheit
Die elektronischen Bauteile werden von den Düsen aufgenommen. - Antriebsteil
Bewegt den Kopfteil auf der XY-Achse. - Versorgungsbereich
Versorgt die zu bestückenden elektronischen Bauteile. - Erkennungssektion
Erkennt die Position von Substraten und elektronischen Bauteilen mit einer Kamera. - Transportbereich
Die Leiterplatte wird transportiert.
Leiterplatten-Bestücker werden für die Montage von elektronischen Bauteilen durch Oberflächenmontage verwendet. Nachdem die Bauteile mit Hilfe der Leiterplatten-Bestücker platziert wurden, findet der Lötprozess statt. Je nach Lötverfahren ist die Vorbehandlung vor dem Einsatz von Leiterplatten-Bestückern unterschiedlich. In vielen Fällen wird als Vorbehandlung Lot mit einem Cremelotdrucker aufgetragen oder Kleber mit einem Dispenser aufgetragen.
Nach der Vorbehandlung der Leiterplatte werden die elektronischen Bauteile, wie z. B. die zu bestückenden Chips, gruppiert und in die Leiterplatten-Bestücker eingelegt. Die elektronischen Bauteile werden automatisch aus dem Feeder zugeführt und von der Düse des Dispensers unter Unterdruck angesaugt. Die angesaugte Düse fährt direkt auf die Platine und die elektronischen Bauteile können an der eingestellten Stelle auf der Platine platziert und positioniert werden.
Leiterplatten-Bestücker können in rotierende Leiterplatten-Bestücker und modulare Leiterplatten-Bestücker unterteilt werden. Am weitesten verbreitet sind modulare Leiterplatten-Bestücker, die in den letzten Jahren immer kleiner und handlicher geworden sind. Drehbare Leiterplatten-Bestücker verwenden einen Drehkopf zum Aufnehmen und Platzieren elektronischer Bauteile. Modulare Leiterplatten-Bestücker verwenden XY-Roboterachsen, um den Kopf zum Aufnehmen und Einlegen der Komponenten zu bewegen.
Leiterplatten-Bestücker haben es in den letzten Jahren ermöglicht, elektronische Bauteile mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit in Position zu bringen. Die verbesserte Leistung der Bauteilerkennungskamera ermöglicht eine hochpräzise Montage durch Messung und Korrektur der Position der Leiterplatte und der Einbauposition des Bauteils.
Arten von Leiterplatten-Bestückern
Leiterplatten-Bestücker gibt es in zwei Ausführungen: modular und drehbar.
1. Modularer Typ
Modulare Leiterplatten-Bestücker sind derzeit der häufigste Typ von Leiterplatten-Bestückern: Am Ende des XY-Roboters ist ein Saugkopf angebracht, der das zu montierende Bauteil aufnimmt und zur Montageposition auf der Leiterplatte transportiert.
Die Anlage kann zwar kompakt gebaut werden, hat aber den Nachteil, dass der Saugkopf bei jeder Aufnahme eines Bauteils in XY-Richtung bewegt werden muss, was zu einer längeren Taktzeit führt als beim rotierenden Typ.
2. Rotierender Typ
Der Rotationstyp hat mehrere Saugköpfe auf einem rotierenden Drehteil und kann mehrere Bauteile in einem einzigen Aufnahmevorgang aufnehmen. Dies hat zwar den Vorteil der schnellen Montage, aber den Nachteil, dass die Ausrüstung groß ist und die Wartungskosten hoch sind.
Außerdem muss eine große Anzahl von Teilen auf einmal gesetzt werden, was in der heutigen Welt, in der eine Produktion mit kleinen Stückzahlen und hohem Mischungsverhältnis erforderlich ist, nicht mehr angemessen ist. Aus diesem Grund haben die meisten Hersteller von Leiterplatten-Bestückern die Produktion von Rotationstypen inzwischen eingestellt.
Wie wählt man einen Leiterplatten-Bestücker aus?
Bei der Auswahl eines Leiterplatten-Bestückers sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:
1. Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit bei der Montage eines einzelnen Bauteils schwankt je nach Modell zwischen 0,1 s und 1 s.
2. Montagegenauigkeit
Bei Montagetechniken, die eine Miniaturisierung und hohe Dichte von Bauteilen erfordern, wie z. B. Leiterplatten für Smartphones, ist ein Fehler von etwa 0,1 mm erforderlich. Für Leiterplatten, die keine hohe Bestückungsdichte erfordern, ist eine Bestückungsgenauigkeit von etwa 0,2 mm ausreichend.
3. Bauteilarten
Wenn große oberflächenmontierte Bauteile, wie z. B. auf Trays gelieferte Bauteile, sowie auf Band gewickelte Chip-Bauteile eingemischt werden sollen, ist ein großer Leiterplatten-Bestücker erforderlich, der in der Lage ist, spezielle Teilezuführungen einzustellen.
Weitere Informationen zu Leiterplatten-Bestückern
Teilezuführer
Teilezuführer sind automatische Teilezuführungen, die elektronische Bauteile in die Anlage einführen. Elektronische Bauteile werden in Spulen- oder Trayverpackungen angeliefert und in die Zuführung eingesetzt.
Dies ist eine wichtige Einrichtung, da die Bauteile durch die Zuführung in die Anlage gelangen und ohne Kippen in eine bestimmte Richtung geladen werden. Durch den Einsatz von Zuführungswechselwagen können die Zuführungen in einem Arbeitsgang von der Haupteinheit abgenommen und für jeden Wagen optimiert werden, wodurch sich die Zahl der Einrichtungsstunden verringert.
Die Größe des Teilezuführers muss entsprechend der Verpackungskonfiguration der folgenden Teile gewählt werden:
- Für Reel-Tape-Sharing
- Für die Stangenzuführung
- Für separate Teile
- Tray-Zuführung
Bei Reel-Tape-Sharing-Produkten, die die häufigste Form der Zuführung darstellen, sind die elektronischen Bauteile auf einem Papier- oder Kunststoffprägeband befestigt, das mit einem dünnen Kunststofffolienband, dem so genannten Deckband, abgedeckt ist. Dieser Mechanismus führt die Bauteile in das Gerät ein, während das Abdeckband in der Zuführung abgezogen wird.