5 Probleme bei der Handhabung von Leiterplatten, die durch unsere integrierten Vakuumsauger gelöst werden

Für Leiterplattenhersteller kann bereits der kleinste Fehler bei der Handhabung die Produktion stören: eine angerissene Kupferbahn, eine poröse Platine, die kein Vakuum hält, oder ein falsch ausgerichteter Sauger, der eine 0,2 mm dünne Flex-Leiterplatte fallen lässt. Herkömmliche Vakuumgreifer – mit separaten Ventilen, sperrigen Rahmen und universellen Saugnäpfen – verschärfen diese Probleme oft noch, was zu Ausschussraten von 8–12 % und kostspieligen Produktionsausfällen führt.

Deshalb haben wir unsere Leiterplatten mit integrierten Vakuumsaugern entwickelt – eine All-in-One-Lösung, die speziell für die einzigartigen Herausforderungen bei der Handhabung von starren, flexiblen und mehrlagigen Leiterplatten konzipiert wurde. In diesem Blog erklären wir, wie die Schlüsselfunktionen – Porosventile, matrizenförmige Saugnäpfe, Zylinder aus Aluminiumlegierung und kratzfrees Silikon – die fünf häufigsten Probleme bei der Leiterplattenhandhabung lösen.

Problem 1: Vakuumverlust bei porösen Leiterplatten (z. B. Hochdichte-Verbundplatten)

HDI-Platinen (High-Density Interconnect) und Platten mit Wärmestrom-Vias (0,1–0,3 mm Bohrungen) sind mit herkömmlichen Saugnäpfen nur schwer zu handhaben. Die Luft entweicht durch die Löcher, wodurch der Vakuumdruck erhöht werden muss – was wiederum das Risiko erhöht, die Platine zu verformen oder empfindliche Bauteile wie SMD-Chips zu beschädigen. Ein Kunde von uns, ein Hersteller von medizinischen Geräten, verlor monatlich 9 % seiner HDI-Platinen aufgrund von Leckagen.

Unsere Saugnäpfe beinhalten eingebaute Platinenspezifische poröse Rückschlagventile die die einzelnen Saugnapfkammern unverzüglich abdichten, sobald Luft festgestellt wird. Jeder Saugnapf in der Matrix arbeitet unabhängig – wenn ein Saugnapf ein Via oder Loch abdeckt, schließt sich das zugehörige Rückschlagventil automatisch und verhindert, dass Luft über den gesamten Greifer entweicht. Weder externe Ventile noch manuelle Druckanpassungen sind erforderlich: Das System passt sich innerhalb von nur 0,05 Sekunden an die Dichte der Bohrungen (5–20 Löcher/cm²) an.

Der medizinische PCB-Kunde sah sofortige Ergebnisse: Sie reduzierten ausschussbedingten Abfall auf 1,2 % innerhalb von 2 Wochen und sparten 36.000 $/Monat bei Materialkosten.

Problemstelle 2: Kratzer auf PCB-Oberflächen (Kupferbahnen, Lötmasken)

Selbst weiche Gummisauge können Spuren auf Lötmasken hinterlassen oder freiliegende Kupferbahnen verkratzen, insbesondere beim Umgang mit dünnen Flex-PCBs (0,1–0,3 mm dick). Ein Hersteller von Consumer Electronics, mit dem wir zusammengearbeitet haben, teilte uns mit, dass 7 % der Leiterplatten allein aufgrund von optischen Schäden aussortiert wurden – hauptsächlich verursacht durch Reibung der Saugschalen.

Wir ersetzten die Standardgummischalen durch ultraweiche Saugschalen aus lebensmittelechtem Silikon (Shore A 30 Härte), um Oberflächenschäden zu vermeiden. Diese Saugnäpfe passen sich unebenen Leiterplattenoberflächen ohne übermäßigen Druck an und gewährleisten, dass Lötmasken oder Kupfer nicht verkratzt werden. Zudem halten sie Temperaturen bis zu 180 °C stand, wodurch sie sicher für die Handhabung nach dem Löten (z. B. nach Reflow-Öfen) sind und sowohl Lötfett als auch Reinigungsmittel widerstehen – im Gegensatz zu Gummisaugnäpfen, die nach nur drei Monaten Gebrauch aushärten und sich zersetzen.

Nachdem der Kunde auf unsere Silikonsaugnäpfe umgestellt war, sank die Ausschussrate aufgrund von ästhetischen Mängeln bei dem Verbraucherprodukte-Hersteller auf 0,8 % – eine Verbesserung um 89 %.

Problem 3: Fehlpositionierung und heruntergefallene Leiterplatten (unterschiedliche Platinentgrößen)

Leiterplatten-Fertigungslinien wechseln häufig zwischen verschiedenen Größen: eine starre Platine von 100x150 mm in einer Charge, eine flexible Platine von 50x80 mm in der nächsten. Standardgreifer erfordern eine manuelle Neupositionierung der Saugnäpfe, was pro Wechsel 2–3 Minuten in Anspruch nimmt und das Risiko von Fehlpositionierungen (und heruntergefallenen Platinen) erhöht. Für Hersteller, die täglich mehrere Chargen produzieren, summieren sich diese Zeiten auf mehrere verlorene Produktivstunden.

Unser integrierter Greifer verfügt über eine 4x6-Matrix aus verstellbaren Bechern (jeweils 12 mm Durchmesser), die das zeitaufwendige Neupositionieren überflüssig macht. Die Matrix deckt Platinengrößen von 50x50 mm bis 200x300 mm ab, und die Saugnäpfe rasten über eine magnetische Basis innerhalb von nur 10 Sekunden ein – im Vergleich zu 3 Minuten bei herkömmlichen Greifern. Zudem gewährleistet das Design eine Positioniergenauigkeit von 0,1 mm, ein entscheidendes Detail für die Ausrichtung von Leiterplatten mit Bestückmaschinen und zur Vermeidung von Fehlstellungen.

Ein Auftragsfertiger, der täglich 8 verschiedene Leiterplattengrößen einsetzte, erreichte eine 95 %ige Reduzierung der Rüstzeit: von 24 Minuten/Tag auf lediglich 1,2 Minuten, wodurch die Mitarbeiter für andere Aufgaben freigehalten wurden.

Problem 4: Klobige Greifer, die automatisierte Linien blockieren

Traditionelle PCB-Greifer kombinieren separate Vakuumpumpen, Ventile und Rahmen, was zu einem sperrigen Design führt, das in engen Räumen nicht passt – wie zwischen Reflow-Öfen und Inspektionsstationen. Ein Hersteller von Automotive-PCBs, mit dem wir gesprochen haben, musste seine gesamte Produktionslinie neu gestalten, um einen Standardgreifer unterzubringen. Dieses Projekt kostete 120.000 US-Dollar und verzögerte die Produktion um 6 Wochen.

Wir haben den Kern des Greifers aus einem leichten Aluminiumzylinder (Qualität 6061-T6) gefertigt, um Probleme mit Platz und Gewicht zu lösen. Dieses Material reduziert das Gewicht um 40 % im Vergleich zu Stahlrahmen – 1,2 kg gegenüber 2 kg bei einem Greifer mit den Maßen 200x300 mm – und ist kompatibel mit kleinen Roboterarmen wie dem Fanuc LR Mate 200iD. Der Aluminiumzylinder integriert zudem das Vakuum-Verteilersystem direkt in seine Struktur, wodurch äußere Schläuche oder Ventile entfallen, die die Produktionslinien verunreinigen könnten. Außerdem ist er resistent gegen Korrosion durch Fabrikluftfeuchtigkeit und Reinigungschemikalien und hat eine Lebensdauer von 5 Jahren – doppelt so lang wie bei Stahlrahmen.

Der Automobilkunde vermeidet eine kostspielige Neugestaltung der Linie vollständig und kann den Greifer nun in engsten Räumen mit nur 150 mm Platz einsetzen, wodurch der automatisierte Arbeitsablauf aufrecht erhalten wird.

Problemstelle 5: Langsame Vakuumreaktion (Verzögerung der Produktion)

Bei der Bearbeitung von Hochgeschwindigkeits-PCB-Linien (30+ Platinen/Minute) kann bereits eine Verzögerung von 0,5 Sekunden bei der Vakuumaktivierung Engpässe verursachen. Herkömmliche Greifer benötigen 0,8 bis 1 Sekunde, um den erforderlichen Druck aufzubauen – zu langsam für schnelle Linien, die auf eine gleichmäßige Durchlaufgeschwindigkeit angewiesen sind. Ein Hersteller von Smartphone-PCBs berichtete, dass diese Verzögerung seine Liniengeschwindigkeit auf 32 Platinen/Minute begrenzte, deutlich unterhalb des Zielwerts von 40.

Durch die Kombination von Rückschlagventilen, dem Verteilerrohr und Saugnäpfen in einer Einheit haben wir die Luftstrombegrenzungen eliminiert, die traditionelle Greifer verlangsamen. Das Ergebnis ist eine Vakuumaktivierung innerhalb von nur 0,15 Sekunden – schnell genug, um mit Linien mit bis zu 45 Platinen/Minute Schritt zu halten. Auch der Aluminiumzylinder spielt hier eine Rolle: Er leitet die Wärme effizient ab und gewährleistet so keinen Druckabfall bei kontinuierlicher Nutzung, sogar nach 8 Stunden ununterbrochener Betriebsdauer.

Nach der Implementierung unseres integrierten Greifers erreichte und übertroff der Hersteller von Smartphone-Platinen sein Ziel – die Liniengeschwindigkeit stieg um 25 %, von 32 auf 40 Platinen/Minute, ohne eine einzige Minute zusätzliche Stillstandszeit hinzuzufügen.

So wählen Sie den richtigen integrierten Vakuumsaugnapf für Ihre Platinen aus

Nicht alle Leiterplatten benötigen die gleiche Handhabungslösung – hier erfahren Sie, wie Sie unseren Greifer an Ihre spezifischen Anforderungen anpassen. Für HDI- oder poröse Leiterplatten empfehlen sich Modelle mit fortschrittlichen Porositäts-Rückschlagventilen, wie z.B. der PCB-VAC-46P, der besonders gut geeignet ist, um Luftlecks von Durchkontaktierungen abzudichten. Falls Sie mit flexiblen oder dünnen Leiterplatten (unter 0,3 mm Dicke) arbeiten, sollten Sie ein Modell mit lebensmittelechten Silikon-Saugnäpfen und einer Niederdruckstufe wählen, wie z.B. den PCB-VAC-46S, um empfindliche Oberflächen zu schützen.

Für Linien, die täglich zwischen mehreren Leiterplattengrößen wechseln, ist der PCB-VAC-46M ideal – er verfügt über ein Matrizen-Saugnapf-Design mit magnetischen Verriegelungen für schnelle, werkzeugfreie Umrüstung. Und falls Hochgeschwindigkeitsproduktion Ihre Priorität ist, bietet der PCB-VAC-46H die schnellste Vakuumsreaktion und stellt sicher, dass Ihre Linie auch den anspruchsvollsten Durchsatzzielen gerecht wird.

Live-Anschauung: Fordern Sie jetzt einen kostenlosen Leiterplatten-Test an

Glauben Sie nicht nur unseren Worten—senden Sie uns eine Probe Ihres schwierigsten Leiterplattenmaterials (starr, flexibel oder porös), und wir testen es mit unserem integrierten Vakuumsaugnapf. Wir senden Ihnen ein Video des Tests sowie einen individuellen Effizienzbericht, aus dem hervorgeht, wie viel Ausschuss und Stillstandszeit Sie durch den Wechsel sparen könnten.

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„Wir haben früher zwei Stunden täglich damit verbracht, zerkratzte oder fallengelassene Leiterplatten auszusortieren. Heute fallen diese Zeiten weg—dank der Silikonkappen und Rückschlagventile. Es ist der erste Greifer, der den Umgang mit Leiterplatten wirklich versteht.“ — Mark Chen, Produktionsleiter bei einem globalen Leiterplattenhersteller