Christine Peter, Redakteurin bei punctum pr-agentur GmbH
In modernen SMT-Linien muss der Schablonendruck zwei Anforderungen gleichzeitig erfüllen: Er soll ein reproduzierbares Pastenvolumen sichern und dabei die vorgegebene Linien-Taktzeit einhalten. Gerade in High-Mix-Umgebungen mit häufigen Produktwechseln wird diese doppelte Zielgröße zur Herausforderung, denn für zeitintensive Testläufe bleibt kaum Spielraum und erfahrenes Prozesswissen steht nicht immer in ausreichendem Maß zur Verfügung.
Mit dem Printing Navigator stellt FUJI EUROPE CORPORATION ein Assistenzsystem vor, das Druckparameter datenbasiert ermittelt und im Kontext der Linien-Cycle-Time bewertet, um stabile Druckbedingungen bereits ab dem ersten Panel bereitzustellen.
Während sich Druckparameter früher häufig durch schrittweises Annähern optimieren ließen, stehen Fertigungen heute unter deutlich höherem Zeit- und Qualitätsdruck. In High-Mix-Produktionen mit häufigen Produktwechseln bleibt kaum Raum für umfangreiche Versuchsreihen. Gleichzeitig nimmt implizites Prozesswissen ab – denn erfahrene Prozessingenieure gehen sukzessive in den Ruhestand und es rücken nicht in gleichem Maße Fachkräfte nach. Dadurch steigt die Gefahr, dass Druckparameter nicht optimal auf Lotpaste, Schablonengeometrie und Layout abgestimmt sind, mit direkten Auswirkungen auf Volumenstabilität und SPI-Ergebnisse.
Gerade beim Produktionshochlauf wird der Druckprozess damit schnell zum limitierenden Faktor. Wiederholte Testdrucke zur Bestimmung geeigneter Parameter verlängern die Startphase und führen – abhängig vom Erfahrungsgrad – zu variierenden Resultaten. Ziel muss es daher sein, stabile und nachvollziehbare Einstellungen von Beginn an strukturiert bereitzustellen.
Zwei methodische Ansätze zur Parametrierung
Die Herausforderung liegt nicht allein in der präzisen Einstellung einzelner Größen wie Rakeldruck, Druckgeschwindigkeit oder Ablöseverhalten. Entscheidend ist deren Zusammenspiel mit Lotpastentyp, Schablonendicke, Aperturgeometrie, Leiterplattenlayout und – zunehmend – der Taktzeit der gesamten SMT-Linie. Der Druckprozess darf die Linie weder ausbremsen noch durch instabile Einstellungen Qualitätseinbußen verursachen.
Der Printing Navigator von FUJI unterstützt die Ermittlung geeigneter Druckparameter auf zwei Wegen. Zum einen kann das System auf historische Produktionsdaten zurückgreifen. Aus vergangenen Fertigungen werden qualitätsbewertete Parameterkombinationen identifiziert und priorisiert. Angezeigt werden unter anderem Qualitätsbewertungen, Produktionsresultate, Zykluszeiten sowie SPI-Resultate. Bewährte Einstellungen lassen sich so reproduzierbar übernehmen und auf ähnliche Produkte übertragen.
Zum anderen können Druckbedingungen algorithmisch berechnet werden, indem definierte Eingabeparameter wie Lotpastentyp, Schablonendicke oder gewünschte Cycle Time vorgegeben werden. Dieser Ansatz ist insbesondere bei neuen Produkten oder begrenzter Datengrundlage relevant, da er ohne umfangreiche Vorversuche eine strukturierte Startparametrierung ermöglicht.
In einer erweiterten Funktionsausbaustufe berücksichtigt das FUJI-System zusätzlich die Taktvorgaben der gesamten SMT-Linie. Während die ursprüngliche Funktionsweise primär qualitätsorientiert arbeitete, fließt hier die Linien-Cycle-Time explizit in die Berechnung ein. Der Druckprozess wird damit nicht isoliert auf maximale Prozessstabilität optimiert, sondern auf ein definiertes Gleichgewicht zwischen Druckqualität und Linienleistung. Der Drucker passt sich der Linie an, nicht umgekehrt.
Für die Praxis bedeutet das: Bereits beim ersten Panel können Druckbedingungen bereitgestellt werden, die sowohl zur Materialkonfiguration als auch zur geforderten Liniengeschwindigkeit passen. Der Produktionsanlauf wird planbarer, und die Reproduzierbarkeit steigt.
Gezielte Korrekturen im laufenden Betrieb
Auch in der Serienfertigung bleibt die Parametrierung kein statischer Zustand. Schwankungen im Lotpastenverhalten, veränderte Umgebungsbedingungen oder spezifische Layoutanforderungen können Anpassungen erforderlich machen.
Anstatt einzelne Parameter manuell und iterativ zu verändern, kann der Bediener mit dem Printing Navigator typische Druckbilder auswählen, etwa Brückenbildung oder unzureichendes Pastenvolumen. Auf dieser Basis schlägt das System geeignete Korrekturmaßnahmen vor und passt Parameter innerhalb definierter Prozessgrenzen an.
Bei Brückenbildung kann dies beispielsweise eine Anpassung der Reinigungsintervalle oder des Füllverhaltens sein. Gleichzeitig wird darauf hingewiesen, physikalische Ursachen wie unzureichenden Kontakt zwischen Leiterplatte und Schablone, Schablonenverschleiß oder Leiterplattenverzug zu überprüfen. Die Parametrierung bleibt damit strukturiert und prozesssicher, anstatt auf Versuch und Irrtum zu beruhen.
Druckkraft, Geschwindigkeit und weitere Parameter werden dabei nur innerhalb systemseitig definierter Grenzen verändert. So bleibt die mechanische Integrität der Maschine gewahrt und das Prozessfenster kontrollierbar. Änderungen werden dokumentiert und sind später nachvollziehbar. Diese Transparenz erleichtert Analysen und unterstützt kontinuierliche Verbesserungsprozesse.
Prozessdisziplin bleibt Voraussetzung
So leistungsfähig eine intelligente Parametrierung auch ist, sie ersetzt nicht die physikalischen Grundlagen des Druckprozesses. Verschmutzte oder beschädigte Schablonen, verschlissene Rakeln, unzureichender Leiterplattenkontakt oder Materialalterung können selbst optimal berechnete Parameter nicht kompensieren.
Eine regelmäßige Überprüfung von Maschinen- und Materialzustand bleibt daher Voraussetzung für stabile Druckergebnisse. Das Assistenzsystem strukturiert und beschleunigt die Parametrierung, es ersetzt jedoch keine Prozessdisziplin.
Stabilität im System statt im Versuch
Die linienorientierte Druckparametrierung wirkt sich nicht nur auf einzelne Baugruppen, sondern auf die Gesamtperformance der SMT-Linie aus. Wenn Druckbedingungen von Beginn an zur Linien-Taktzeit passen und Anpassungen strukturiert erfolgen, werden Anlaufphasen kalkulierbarer, ungeplante Stopps reduziert und nachgelagerte Prozesse arbeiten unter stabileren Voraussetzungen.
Der Lotpastendruck entscheidet früh über Gut oder Ausschuss – und damit über Effizienz, Durchsatz und Prozesssicherheit der gesamten Linie. Wer Druckparameter reproduzierbar, datenbasiert und im Einklang mit der Linien-Taktzeit festlegen kann, schafft die Grundlage für stabile SMT-Prozesse. Mit dem Printing Navigator verfolgt FUJI einen Ansatz, der Erfahrungswissen systematisiert, Parametrierung beschleunigt und Qualität sowie Linienleistung miteinander verbindet. So entsteht ein Druckprozess, der nicht nur präzise, sondern vor allem beherrschbar und planbar wird – unabhängig davon, welcher Bediener an der Maschine steht.