Messung der Rakelkraft

CmPrint

Messung des Kraft-Zeit-Verlaufes beim Drucken

Der erste Prozessschritt bei der Herstellung von elektronischen Flachbaugruppen (Leiterplatten) ist das Drucken. Dabei wird Lotpaste mittels einer Schablone auf die Leiterplatte gedruckt. Die Qualität des Pastendruckes beeinflusst die Gesamtqualität der fertigen Leiterplatte entscheidend. Eine wichtige Einflussgröße ist dabei die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Rakelkraft.

Motivation für die Entwicklung

Eine häufige Aufgabenstellung für unseren Messservice ist die Überprüfung der Druckgenauigkeit (x, y-Genauigkeit). Dabei wird die Lagegenauigkeit der gedruckten Depots im CmController gemessen.

Werden dabei mehrere Drucker hintereinander gemessen, stellt man sehr oft fest, dass trotz exakt gleichen Materials (Board, Schablone, Rakel und Paste) man an den Druckparametern Änderungen vornehmen muss, um eine optimale Füllung der Depots zu erhalten. Das deutet darauf hin, dass sich die gemessenen Drucker hinsichtlich ihres Kraftverlaufes unterscheiden.

Für die Produktion heißt das, bei einer Verlagerung eines Boards auf eine andere ggf. sogar identische Linie müssen ggf. Anpassungen im Druckprogramm erfolgen.

Ziel bei der Entwicklung von CmPrint war ein Messmittel zu schaffen, dass eine objektive Beurteilung der Rakelkraft erlaubt. Damit werden die Voraussetzungen für eine optimale Einstellung der Drucker und zur Vermeidung unnötiger Einstellung geschaffen.

Durchführung einer Kraftmessung am Schablonendrucker

Herzstück des CmPrint Systems ist ein Sensorboard (siehe Bild oben), das die auftretenden Kräfte auf der gesamten Fläche aufzeichnen kann. Dieses wird anstelle der üblichen Leiterplattenunterstützungen in den zu messenden Drucker eingebaut. Der Drucker erhält, wie in der Produktion auch, eine Leiterplatte und eine Druckschablone. Die Dummy-Leiterplatte ist so gestaltet, dass das Sensorboard in Druckstellung die Druckschablone berührt und die Kräfte unverfälscht messen kann.

Nachdem der Drucker eingerichtet ist, werden mehrere Drucke vermessen. Damit kann man eine Aussage über die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit treffen. Für die Beurteilung der Linearität über verschiedene Rakelkrafteinstellungen wird dies mit unterschiedlichen Kraftwerten wiederholt.

Auswertung der Messungen

Mit der zugehörigen Software CmForce lassen sich die Messwerte komfortabel auswerten:

  • Konstanz der Rakelkraft über den Rakelweg
  • Auftrennen und Vergleichen der beiden Rakelrichtungen (vor- und rückwärts)
  • Messen der Rakelkraft und vergleichen mit den eingegebenen Werten
  • Analyse der Reproduzierbarkeit über mehrere Drucke
  • Berechnung von Fähigkeitskennwerten
  • Durchführung von Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU) für den Parameter Druck
  • Automatisches Generieren von Protokollen zur Dokumentation der Ergebnisse.



CmPrint FMP-04 (Standard)

Technische Daten

  • Messfläche des Sensorboards: 330 x 240 mm
  • Höhe: abhängig von der Druckhöche des Pastendruckers
  • Messbereich: 2 - 500 N
  • Messunsicherheit (U): $\pm 0,5$ N

Beispiel

Unten sehen Sie zwei Bildschirmfotos. Links ist der Kraft-Zeit-Verlauf der gesamten Messreihe zu sehen. Das rechte Bild zeigt zwei Kraftverläufe aufeinanderfolgender Drucke (Druckrichtung vorwärts und rückwärts).