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Multilayer Bohrmaschine

Anwendungstechnischer Bericht

Selbstkorrigierende Bohrmaschine für Multilayer Leiterplatten

Die Problemstellung

Bei der Fertigung von Multilayern treten durch die Produktionsschritte Filmherstellung, Passersystem, Verpressung und Wärmebehandlung Fehlerquellen und Toleranzen in Form von Lagenversatz der einzelnen Ebenen zueinander. Dieser Lagenversatz zeigt sich durch die Fehlerbilder Verschiebung, Drehung, Schrumpfung oder Dehnung einzelner Lagen. Das Bohren der verpressten Multilayer führt in diesen Fällen oft zur Unterschreitung der zulässigen Restringbreite - ein wesentliches Kriterium für die Qualität der Leiterplatte. Bisher mussten einzelne Platinen zersägt, im Querschliff vermessen und für das gesamte Lot ein Korrekturwert vorgegeben werden. Bei der zunehmenden Packungsdichte stellte diese Vorgehensweise keine akzeptable Lösung mehr dar.

Die Lösung

Zur Optimierung der Produktion und Vermeidung von Ausschuss wurde eine einspindlige CNC-Bohrmaschine entwickelt, die mit einem Röntgensystem den Multilayer durchstrahlt, mittels röntgenempfindlicher TV-Kamera die einzelnen Lagen vermisst, um dann in der Bildverarbeitung einen auf alle Lagen optimalen Versatzwert zu errechnen. Mit diesem Versatzwert werden Aufnahmebohrungen eingebracht, die als Referenz für die anschließenden Produktionsschritte dienen. Hier kann mit den normalen Mehrspindel-Bohrmaschinen das gesamte Lochbild der Schaltung in die nun korrigiert liegende Platine gebohrt werden. Sollte die Restringbreite nicht der geforderten Mindestbreite entsprechen, wird die Platine von dem kostenintensiven Bohrprozess als Ausschuss gemeldet und ausgeschleust.

Bohrkopf und röntgenempfindliche TV-Kamera  in der CNC-Bohrmaschine
Schematische Darstellung des Lagenaufbaus von Multilayern

Aufbau der Prüfdots

Videobild der Prüfdots an einer Ecke der Leiterplatte

Röntgen-Videobild eines 15 lagigen Multilayers

Gesamtansicht der selbstkorrigierenden Leiterplatten Bohrmaschine

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