Linearlösungen von Rollon im Einsatz bei den Mehrschicht-Leiterplattenmaschinen von Cedatec

Die Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten erfordert äußerste Genauigkeit und komplexe Prozesse. Cedatec hat sich dieser Herausforderung gestellt und Rollon-Linearlösungen in seine Maschinen integriert, die für Genauigkeit, Zuverlässigkeit und reibungslose Linearbewegungen sorgen und es dem Unternehmen ermöglichen, seine Maschinen für jeden Kunden individuell anzupassen.

In der Elektronikbranche und insbesondere bei der Herstellung von Leiterplatten stellen Fehler einen erheblichen Kostenfaktor dar. Die Fehlerbehebung ist äußerst komplex, da der Produktionsprozess zahlreiche heikle und komplizierte Schritte umfasst. Wiederholgenauigkeit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit sind daher wesentliche Anforderungen während des gesamten Produktionsprozesses.

Cedatec, 2018 von einer Gruppe von Experten mit über vierzig Jahren Erfahrung gegründet, ist sich der Herausforderungen bewusst, denen die Branche gegenübersteht – eine Branche, die ebenfalls tiefgreifende Veränderungen durchlaufen hat und deren Schwerpunkt sich von Europa nach Asien, dem heute führenden Technologiezentrum, verlagert hat.

„Vor vierzig Jahren war die Elektronikbranche in Italien und Europa sehr stark. Im Laufe der Zeit ging der Markt jedoch allmählich zurück, und wir sahen uns im Wettbewerb mit Fernost, während wir gleichzeitig einen erheblichen technologischen Rückstand hatten“, erklärt Maurizio Malnati, Einkaufsleiter bei Cedatec.

Trotz des globalen Wettbewerbs hat sich Cedatec dank seiner umfangreichen Erfahrung und seiner Fähigkeit, die Bedürfnisse der Kunden mit hoher Genauigkeit zu interpretieren und Maschinen individuell anzupassen, etablieren können.

„Unsere Maschinen sind fast nie Standard. Wir beginnen mit Referenzmodellen, aber jeder Kunde hat unterschiedliche Anforderungen, und unsere Stärke liegt genau in unserer Fähigkeit, uns jedes Mal an unterschiedliche Formate anzupassen“, kommentiert Maurizio Runchina, F&E-Manager bei Cedatec. „Der asiatische Markt ist heute unser wichtigster Bezugspunkt, insbesondere Taiwan und Japan. In den letzten Jahren hat sich auch China in Richtung einer spezialisierteren Produktion bewegt, und Indien entwickelt sich zu einem strategischen Gebiet. In Europa hingegen ist Osteuropa der dynamischste Markt.“

Der Herstellungsprozess von Mehrschichtplatinen

Die Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten erfordert Genauigkeit und zahlreiche Arbeitsschritte. Cedatec konzentriert sich auf das Stapeln und Polymerisieren der Schichten, um sie für die weitere Verarbeitung vorzubereiten.

„Wir beginnen mit vorbearbeiteten Schichten, die unsere Maschinen stapeln, um den Aufbau zu vervollständigen. Dabei handelt es sich um Maschinen der Ausrichtung und des Schweißens, gefolgt von Pressen, die den Schaltkreis gleichmäßig polymerisieren“, erklärt Runchina.

Der Prozess beginnt mit dem Entfernen, der Ausrichtung und dem Aufbringen der inneren Schichten. Eine oder mehrere Lagen Prepreg, ein teilweise polymerisiertes Harz, werden zwischen die inneren Schichten eingelegt. Als Nächstes polymerisiert die Schweißphase den Mehrschichtverbund an ausgewählten Stellen und hält die Lagen dabei ausgerichtet.

Schließlich wird mit einer Layup-Maschine, die in Verbindung mit der Presse arbeitet, eine letzte Schicht aus leitfähigem Kupfer über und unter dem Schaltkreis aufgebracht. Hier wird die Mehrfachschicht – komplett mit den beiden Kupferfolien auf beiden Seiten – polymerisiert. „Anstatt einzelne Folien zu schneiden und zu positionieren, verwenden wir eine Endlosspule. Durch Anlegen von Strom wird die Spule zu einem Widerstand und erzeugt direkt im Stapel Wärme“, erklärt Runchina. „Dieses von Cedatec patentierte Verfahren ermöglicht es uns, das Harz auch bei hohen Dicken zu schmelzen und dabei eine perfekt gleichmäßige Temperatur aufrechtzuerhalten“, fügt Malnati hinzu.

Ein weiteres Merkmal, das Cedatec-Maschinen auszeichnet, ist ihre Kompaktheit. „Die VLP-Presse ist wesentlich kompakter als herkömmliche Systeme: Sie führt denselben Prozess wie eine Maschine mit acht oder zehn Kammern durch“, erklärt Runchina.

Genauigkeit und Zuverlässigkeit: die Herausforderungen der Branche

Die Maschinen von Cedatec müssen eine Genauigkeit von bis zu 25 Mikrometern gewährleisten und gleichzeitig Zykluszeiten erreichen, die den Produktionsanforderungen der Kunden entsprechen. „Pinless-Systeme für die Ausrichtung und das Schweißen müssen sowohl genau als auch schnell sein. Diese Kombination ist nicht leicht zu erreichen“, erklärt Runchina.

Darüber hinaus ist eine reibungslose Linearbewegung innerhalb der Maschinen unerlässlich, um Blockaden zu vermeiden, die die Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit beeinträchtigen würden. Um diese Anforderung zu erfüllen, wandte sich Cedatec an Rollon, das Lineare Antriebssysteme lieferte, die Genauigkeit, Laufruhe und langfristige Zuverlässigkeit gewährleisten.

Lösungen von Rollon

Um den Anforderungen von Cedatec gerecht zu werden, lieferte Rollon insbesondere zwei Lösungen: den riemengetriebenen Linearantrieb ELM und die Kugellager-Linearführung Compact Rail.

„Die Maschine, die die Mehrschichtfolien vorbereitet, transportiert die Folien mit Hilfe der Rollon® ELM-Lineareinheit. Diese Lösung sorgt für eine reibungslose Bewegung, Genauigkeit und einfache Montage und Wartung. In der Vergangenheit haben wir ein selbstgebautes System verwendet, das eine langwierige Montage, Ausrichtung und Spannung erforderte. Die Rollon-Achse ist ein großer Mehrwert, da sie die Arbeit vereinfacht und die Leistung erheblich verbessert“, erklärt Runchina.

ELM-Linearantriebe sind außerdem mit einem Polyurethan-Riemen ausgestattet, der das Antriebssystem und die Führungsschiene vor Staub, Schmutz und anderen Verunreinigungen schützt.

Schließlich werden auch in der Verlegeanlage die Kupferspulen mit Compact Rail bewegt. „In dieser Anwendung ermöglicht uns die Schiene eine vollkommen gleichmäßige Bewegung ohne Verklemmen. Das Kupfer muss fehlerfrei und mit der richtigen Spannung verlegt werden, und genau das erreichen wir mit Compact Rail“, fügt Malnati hinzu.

Die Vorteile der Rollon-Lösungen

Rollon ist ein langjähriger Lieferant der Gruppe, aus der Cedatec hervorgegangen ist. „Als wir mit der Entwicklung und Verbesserung unserer Maschinen begannen, war Rollon unsere erste Wahl für das Linearsystem. Die Zusammenarbeit war immer positiv“, sagt Malnati.

„Wir benötigten ein sehr hohes Maß an Genauigkeit für unsere stiftlosen Maschinen zur Ausrichtung und zum Schweißen. In der Vergangenheit haben wir Achsen eines anderen Anbieters verwendet, die zwar leistungsstark waren, aber nicht gut zur Architektur unserer Maschine passten. Sie waren zwar effektiv, verursachten jedoch Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der Positionierung nach wiederholter Beanspruchung. Nachdem wir die Struktur überdacht hatten, entschieden wir uns für eine Achse von Rollon: zuverlässig, vielseitig und einfach zu handhaben. Einmal konfiguriert, erfordert sie nur sehr wenig Aufmerksamkeit“, fügt Runchina hinzu.

Die Compact Rail T+U-Serie wurde aufgrund ihrer Einfachheit und Vielseitigkeit ausgewählt. „Diese Linearführungen sind ideal für diese Art von Anwendung: Sie unterstützen einen reibungslosen, kontinuierlichen Ablauf auch in anspruchsvollen Umgebungen und gleichen Fehlausrichtungen aus, wodurch kostspielige Bearbeitungen vermieden werden“, erklärt Luca Carnevali, Area Sales Manager bei Rollon.

„Da wir keine Standardmaschinen haben und die Konfiguration jedes Mal an die Kundenanforderungen anpassen müssen, brauchten wir eine ebenso flexible Lösung. Compact Rail erfüllt diese Anforderung perfekt und ermöglicht eine unkomplizierte Anpassung. Unsere Maschinen werden auch in kontaminierten Umgebungen eingesetzt: Das Prepreg setzt Staub frei, der sich überall absetzen kann, aber Compact Rail funktioniert weiterhin reibungslos“, fügt Runchina hinzu.

Zukünftige Projekte

Der Markt für elektronische Bauteile entwickelt sich ständig weiter. Es kommen neue Materialien auf den Markt, die höhere Polymerisationstemperaturen erfordern, weshalb Cedatec die Leistung seiner Maschinen auf bis zu 300 °C erhöht. Zu diesen Anforderungen kommen noch die Notwendigkeit einer verbesserten Energieeffizienz und die steigende Nachfrage nach kompakten Maschinen hinzu.

„Bei Cedatec arbeiten wir daran, mit den Entwicklungen in der Branche Schritt zu halten. Zu unseren kommenden Projekten gehört die Neukonstruktion der Kupferspulen-Layup-Maschine, bei der neue Lineareinheiten integriert werden, die die Montage und Wartung so weit wie möglich vereinfachen. Lieferanten wie Rollon sind für die Weiterentwicklung dieser Projekte unverzichtbar“, schließt Runchina.