Evaluation verschiedener Ansätze zur vollautomatisierten Montage von Weicheisenkernen auf Flachbaugruppen in traditionellen SMD-Linien

Abstract:
Im Rahmen steigender Anforderungen an Auslastung, Kapazität und Automatisierung der Produktionsstätten elektronischer Baugruppen unterliegt die traditionelle Elektronikproduktionslinie bereits seit mehreren Dekaden enormen Optimierungsdruck. Teil dieses Prozesses ist auch die Reduktion des Anteils manueller Fertigungsschritte. Während bis zu 100.000 standardisierte SMD-Bauelemente pro Stunde durch hochautomatisierte Bestückautomaten auf Leiterplatten aufgebracht werden können, benötigen komplexe und großvolumige Bauteile häufig noch aufwendige manuelle Montageschritte. Zu diesen Bauteilen gehören Weicheisenkerne, welche in der Leistungselektronik für den Aufbau verschiedener induktiver Elemente benötigt werden. Während diese gegenwärtig selbst in hochautomatisierten Betrieben oft noch per Hand mittels zweier Metallklammern auf der Leiterplatte befestigt werden, bietet das typische Produktionsumfeld komplexer Elektronikbaugruppen eine Reihe theoretischer Möglichkeiten diese Montagemethode zu ersetzen. Hierzu wurden verschiedene Befestigungsmöglichkeiten untersucht: Die Verwendung von Klebstoffen, Befestigung mittels Schutzlackierung sowie die vollständige Montage zweier Kernteile durch einen SMD Bestückautomaten unter Einsatz einer Snap- Fit Verbindung. Letzteres wurde unter Anbetracht typischer Anlagencharakteristika im Rahmen einer Simulation auf die Durchführbarkeit hin untersucht. Alle weiteren genannten Optionen wurden, in ersten Testaufbauten mittels Scher-, Temperatur-, Schock- und Vibrationstests entsprechend DIN EN 61373 auf die Anwendbarkeit in einem Beispielaufbau evaluiert. Hierbei wurde einerseits festgestellt, dass es für diese Anwendung keine allgemeingültige Lösung zu geben scheint, anderseits, dass SnapFit und Klebstoffe mitunter großes Potential zur Fertigungsoptimierung bieten.