„Kleben einmal anders herum“ Dipl.-Ing. Norbert Heilmann, ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG

Erinnern Sie sich wie schwierig Kleberauftrag auf Leiterplatten sein kann ?

Die Klebertropfen waren nicht

immer perfekt

Quelle: IPC 610-A Standard

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Warum wird in der Elektronikmontage geklebt?

1. Beidseitig bestückte SMD-Baugruppen erfordern beim zweiten Reflow-Löt-Durchgang,

dass schwere Bauteile auf der ersten Seite geklebt werden

2. Bei hoher Bestückungsdichte sind auf Baugruppen, die Bauteile enthalten, die mittels

Selektivlöten gelötet werden, auch kleine SMD Bauteile geklebt werden, die nahe, oder

im Wärmeeinflussbereich der Lötwelle sitzen.

3. Große Bauteile, die einer starken mechanischen Beanspruchung unterliegen, z. B.

Stecker werden oft geklebt um die mechanische Festigkeit zu erhöhen.

4. Bauteile, die nach dem Bestücken, bis zum Löten, oder auch beim Lötvorgang ihre

Position nicht mehr verändern dürfen (Selbstzentrierung) werden geklebt.

Spezialfall, Bauteile die auf geneigten, schiefen Ebenen sitzen müssen sofort nach

dem Bestücken durch Kleben fixiert werden. (3-Dimensionale Leiterplatten)

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Gängige Kleberdispensverfahren

Schrauben-Dispenser

Jet-Dispenser

Source: Asymtek, White Paper, March 2000

Practical Production Applications for Jetting Technology Zeit - Druck - Dispensen Gewünschtes Ergebnis

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Heute genutzte Dispensmethode

D

isp

en

s-V

alv

e

Leiterplatte

Pad

Klebertropfen

Pad

Der Kleberauftrag wird mit einer

extra Maschine die nur klebt oder

durch Ersetzen eines Bestück-

kopfes gemacht. (großer Flächen-

bedarf, geringere Bestückleistung)

Höhen-oder Abstandsmessung ist

notwendig (oder Abstandhalter)

Ein Fehler beim Dispensen kann

eine komplette Leiterplatte

unbrauchbar machen.

Für die Klebepunkt Inspektion wird

meist ein AOI benötigt

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Umkehrung des Dispensprinzips unter Einsatz eines Jet-Ventils zum Kleberdispensen in einer Bestückmaschine

Das bedeutet Kleber wird in Zukunft nicht

mehr auf die Leiterplatte dispensiert,

sondern direkt von unten auf das

jeweilige Bauteil aufgespritzt.

Neue Idee

180°

Bauteil

Pipette

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Welchen Vorteil bringt es, den Klebertropfen unten auf dem Bauteil zu haben ?

Jet-D

isp

en

s-V

alv

e

Klebertropfen

SMD-Bauteil

Das Jet-Dispens-Ventil wird in eine

Art Zuführmodul eingebaut, daraus

ergibt sich eine hohe Flexibilität, ein

Wechsel von Linie zu Line ist einfach,

der Platzbedarf ist sehr gering, die

gesamte Einheit ist leicht zugänglich.

Wenn kein Kleber benötigt wird, wird

er einfach von der Linie genommen.

Klebertropfen werden mit dem vor-

handenen Vision-System inspiziert.

Fehler werden sofort entdeckt und

automatisch, durch Abholen eines

neuen Bauteils behoben.

Geringes Invest um die oft wenigen

benötigten Klebepunkte zu setzen. 04.02.2013 Page 7

SIPLACE Glue Feeder

Entriegelungs- Knopf

Status LED

Manometer Druckeinstellung

Druckluft Einstellung

Kleber Kartusche

Druckluftanschluss Anschluss Sicherheitskreis

Standard Förderer Schnittstelle für Strom und Daten

Düsen Heizung

Werkzeug für Düsenwechsel

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Video Clip GlueFeeder (Programmierung – Aufrüsten – Produktion - Abrüsten & Reinigen)

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Vorteile des SIPLACE Glue Feeder

• Der Glue Feeder kann wie ein Förderer frei auf jeder Maschine gestellt werden. Ein Modul kann auf beliebigen Linien eingesetzt werden. Kleber kann mit dem jeweiligen Produkt von Linie zu Linie mitgenommen werden

• Der Abstand zwischen der Dispenser-Düse und dem Bauteil ist genau einstellbar. Die Z-Achse des Bestückkopfes kann dafür verwendet werden. ( Kein Abstand-halter notwendig )

• Der Abstand kann für jedes Bauteil ( Klebertropfengröße und Medium Eigenschaften ) individuell eingestellt werden.

• Die Position (X/Y) der Dispensdüse kann mit der LP-Kamera exakt vermessen werden, die Höhe kann mit Pipette vermessen werden.

• Für Reinigungs-, Nachfüll- oder andere Arbeiten ist das Modul leicht zu entnehmen. ( Wie ein Förderer )

• Die Position des Klebertropfens kann mit dem Visionsystem auf Anwesenheit kontrolliert und vermessen werden. Bei fehlerhaften Tropfen muss nur ein Bauteil verworfen werden, aber keine Leiterplatte

• Einfachste Nachrüstbarkeit und geringe Kosten, da im wesentlichen Standardteile und –Schnittstellen verwendet werden.

• Der Kleber kann immer auf eine zur Dispensachse senkrechte Fläche aufgebracht werden (unabhängig von der Form der Leiterplatte)

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Vorteil: Kleben auf 3D-Leiterplatten ist einfach machbar

3D-MID

1. 2.. 3..

Senkrechte

Bestückebene

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Genaue Vermessung der Düse (X/Y) und Z-Höhe mittels vorhandener Kamera und Z-Achse

Z

X

Y

Bei jedem Stellen

des Glue Feeders

auf dem Bestücker

wird die genaue

Position der Düse

vermessen.

Deshalb können

Klebepunkte sehr

exakt platziert

werden, und das

mit in der Maschine

vorhandenen

Messmitteln.

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SIPLACE Glue Feeder aufgerüstet zusammen mit Bauteilförderern

Die Breite des Glue Feeder

entspricht der eines 44 mm

Gurtförderers.

(belegt 5 x 8 mm-Stellplätze)

Ein GlueFeeder kann pro

Wechseltisch gestellt werden.

Alle GlueFeeder auf einer

Maschine müssen mit den

gleichen Klebertyp arbeiten.

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Automatische Kontrolle - Verhinderung unkontrollierter Klebeschüsse Vor der Aktivierung des Glue

Feeders wird die Anwesenheit

des Bauelements überprüft:

1. Vision System (Anwesenheit)

2. Überprüfung mit dem

Vakuumsensor (grosse Bauteile)

3. Überprüfung mit dem

Bauteilsensor (Kleine Bauteile)

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Eckdaten für Klebepunkte am Beispiel Heraeus PD 205A-Jet oder Loctite 3621

Kleinster Durchmesser Einzelpunkt *:

0.6 - 0.7 mm (+/- 0.1 mm)

Durchmesser für Punkt aus 5 Schuss*:

1.0 mm (+/- 0.2 mm)

Höhe eines Einzelpunktes *:

0.15 mm (+/- 0.02 mm)

Höhe für Punkt aus 5 Schuss *:

0.2 – 0.3 mm

* für Flachdüse mit100 μm Öffnung und beiVerwendung von

Heraeus PD 205A-Jet ( bei 53°C) oder Loctite 3621 (bei

53°C)

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2 Standard Kartuschengrößen können verwendet werden 10 cm³ und 30 cm³ ( Wechsel ohne Werkzeug)

Volumen Außendurchmesser Länge

Kartusche

d

Reichweite

Punktdurchmesser d ≈ 0,6 mm

Höhe h ≈ 0,15 mm

Volume ≈ 0.018 mm³ = 18 nL

10 cc ≈ 500,000 x 0.6 mm dots

30 cc ≈ 1.500.000 x 0.6 mm dots

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Bauteilbeschaffenheit

Unregelmässige Oberfläche

Bediener müssen darauf achten, dass sie nicht Klebepunktpositionen in Bohrungen

programmieren

Unregelmässige Bauteiloberflächen beeinflussen den Klebe Punktform

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Dem Bediener wird empfohlen, zuerst das Bauteil (Unterseite) zu prüfen, bevor der

Klebepunkt programmiert wird.

DANKE für Ihr Interesse ! Name: Dipl.-Ing. Norbert Heilmann

Abteilung: ASM AS PM 1

Adresse: Rupert-Mayer-Str. 44, 81379 München, Germany

Tel.: +49 (89) 20800-21364

e-mail: norbert.heilmann@asmpt.com