Markierungslaser und Nutzentrenner in Einem
Julia Traut • 7. November 2022
SmartRep und Cicor entwickeln eine vielseitige Laser-Lösung
Aus Traceability-Gründen muss Cicor eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien beschriften und suchte dafür eine entsprechende Prozessmaschine. Nach langer Suche wurde das Unternehmen bei SmartRep und LPKF fündig: Ein 15-Watt Laser-Nutzentrenner erfüllt die spezifischen Anforderungen und bietet darüber hinaus viele weitere Vorteile.
„Wir haben einen Laser-Nutzentrenner, der zu 90 % Prozent nicht als solcher eingesetzt wird, sondern als Markierungslaser“, sagt Dr. Bernd Schauwecker, Head of Engineering bei Cicor, RHe Microsystems GmbH in Radeberg. Was ungewöhnlich klingt, macht den Prozessingenieur sehr glücklich. Über ein Jahr waren Bernd Schauwecker und sein Team auf der Suche nach einer Prozessmaschine, die den spezifischen Anforderungen gewachsen ist. Denn ein normaler Markierungslaser, das zeigten die Tests und Analysen, erfüllte nicht den Zweck: „Wir haben nicht nur standardmäßig eine Leiterplatte zu beschriften, sondern wir müssen auch Keramiken, Kovar-Gehäuse und Deckel sowie sehr dünne Flex-Leiterplatten beschriften – also eine Vielzahl von unterschiedlichsten Materialien. Wir sind ein Jahr auf der Suche gewesen und haben nichts gefunden, das uns zufriedenstellte.“
Zusammen mit Andreas Keller von der SmartRep GmbH sei dann eine Idee entstanden: Man könnte einen Laser mit nur 15 Watt von LPKF einsetzen. Der Nutzentrenner-Hersteller aus Garbsen bei Hannover bietet Laser-Gravieren bereits als „Add-On“ seiner Nutzentrennsysteme an. Die Software-Voraussetzungen waren also vorhanden, und LPKF erklärte sich bereit, diese auszubauen.
Vakuumtisch für Folienbeschriftung
Eine weitere wichtige System-Voraussetzung war eine Vakuumansaugung: „Das ist bei der Beschriftung von dünnen Folien essentiell wichtig“, so Schauwecker. Da LPKF seine CuttingMaster-Serie dahingehend erweitert hatte, stand der ungewöhnlichen Lösung nichts mehr im Wege.
„Weil Cicor in Radeberg breit aufgestellt ist – von SMD- und Chip-Bestückung, Vakuumlöten, unterschiedlichsten Verkapselungstechnologien bis hin zum Dünn- und Dickdrahtbonden und den Möglichkeiten einer hochgenauen Optik-Fertigung in einer Reinraumumgebung sowie einer Dickschichttechnologie auf Al2O3 und AlN Keramiken – bietet der CuttingMaster noch eine Vielzahl weiterer Anwendungsmöglichkeiten für das Unternehmen“, analysiert Andreas Keller und freut sich über den Mehrwert dieser gemeinsam erarbeiteten Lösung: „Neben der Trennung von flexiblen Leiterplatten werden wir ihn auch benutzen, um einen sogenannten Löt-Stopp-Rahmen zu lasern. Diesen brauchen wir, um Chips beim Löten in der Form zu halten. Damit das Lot nicht irgendwo hinläuft, benutzen wir die Möglichkeit, einen kleinen Graben in das Gehäuse rein zu lasern – als Begrenzung für das Lot“, erklärt Schauwecker. Dabei biete die Software von LPKF mit einer Schwerpunktanalyse eine große Hilfestellung: „Durch die Schwerpunktanalyse bekommen wir diesen Laserrahmen sehr präzise gesetzt, was uns in der weiteren Bearbeitung beim Löten und beim Drahtbonden sehr hilft.“
Qualitätsvorteil: Lasern statt Labels
„Viele unserer Konkurrenten arbeiten klassischerweise mit Labels“, sagt Schauwecker. Cicor in Radeberg baut u.a. komplexe Industrieelektronik: „Wir haben Produkte im Bereich Luft- und Raumfahrt und zunehmend in der Medizintechnik. Da wird bei vielen Anwendungen absolute Traceability gefordert: Wir müssen sicherstellen können, welche Substrate in welche Baugruppe kommen und demzufolge wird es dann auch beschriftet. Labels können abfallen. Das Lasern der Markierung ist dauerhaft und somit der bessere Schritt.“
Ein weiterer Vorteil der Laser-Lösung: auf den Produkten muss nur wenig Platz für ein Label geschaffen werden. „Wir haben Versuche gemacht mit einer Größe von 1,5 x 1,5 Millimeter. Der Laser kann sogar noch wesentlich kleinere Beschriftungen realisieren. Das Problem ist nicht das Realisieren der Beschriftung, sondern das spätere Auslesen“, erklärt der Ingenieur. Das Auslesen solle noch mit einem handelsüblichen Hand-Barcodescanner möglich sein und dieser stoße da eben an seine Grenzen. Die Traceability-Lösung via Gravur ist also nicht nur prozesssicherer, sondern schafft auch Designfreiheit.
Automatisierte Insellösung
Betrieben wird der CuttingMaster 2115P_Ci bei Cicor in Radeberg als automatisierte Insel: Über ein Be- und Entladesystem mit Magazineinheit wird die Leiterplatte in den Markierungslaser gefahren, dort beschriftet und danach wieder ins Magazin zurück gefahren.
