Laserschneiden Laser punktet beim Nutzentrennen an Leiterplatten

Redakteur: Peter Königsreuther

Der Laser arbeitet materialschonend, sauber und produktiv. Das nutzt LPKF in seinen Lasersystemen jetzt auch aus, um der Leiterplattenfertigung in der Automobilbranche zu helfen.

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Nutzentrennen per Laser bringt technisch saubere Schnittkanten an Leiterplatten. Im Vollschnitt genutzt, arbeite er im Vergleich zu mechanischen Verfahren auch materialeffizienter, sagt LPKF.
Nutzentrennen per Laser bringt technisch saubere Schnittkanten an Leiterplatten. Im Vollschnitt genutzt, arbeite er im Vergleich zu mechanischen Verfahren auch materialeffizienter, sagt LPKF.
(Bild: LPKF)

Leiterplatten in modernen Fahrzeugen gehören zu Bordelektronik und Sensorik, sind Teil der Beleuchtung und sie tragen die elektronischen Bausteine für die Sitz- oder Spiegeleinstellungen. Wenn es dabei um sicherheitsrelevante Systeme geht, muss eine Leiterplatte besonders prozesssicher arbeiten, sagt LPKF.

Damit alles passe, komme es in der Leiterplatten- oder PCB-Produktion (Printed Circuit Board) auf jedes Detail an – also auch auf den Prozessablauf beim sogenannten Nutzentrennen.

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Laserschneiden vermeidet Staubprobleme

Das Nutzentrennen ist der letzte Schritt in der Leiterplattenherstellung, erklärt LPKF. Dabei werden die einzelnen Boards aus der großen Platte herausgetrennt. Im Gegensatz zum mechanischen Trennen per Fräsen oder Stanzen lagert sich beim Laserschneiden auf den bereits bestückten Leiterplatten kein Staub ab, der später zu Fehlfunktionen führen könnte. Das Lasertrennen schone das Leiterplattenmaterial, denn die mechanische oder thermische Belastung auf das Bauteil sei vernachlässigbar. Und mit dem Nutzentrennen per Laser könnten Sauberkeitsniveaus erreicht werden, die etwa der VDA 19 / ISO 16232 genügen.

Hohe Materialausbeute – speziell bei sensiblen Bauteilen

Ein Prozess, der das Nutzentrennen mit dem Laser bietet, heißt Cleancut. Er ermöglicht laut LPKF die karbonisierungs- und verfärbungsfreie Verarbeitung des meist polymeren Substrates, aus dem die Leiterplatten bestehen. Speziell bei sensiblen Bauteilen (etwa Sensoren) sei die Ausbeute für den Anwender besonders groß. Der Laser kann außerdem materialflexibel genutzt werden, denn er schneidet Standardwerkstoffe wie FR4, Flex oder Keramik genau so gut, wie Insulated Metal Substrates (IMS) oder System-in-Packages (SiPs).

Laserbasiertes Nutzentrennen ist materialeffizient

Das Design der Leiterplatte sei sehr frei wählbar, denn die Konturen müssten nicht strikt gerade verlaufen. Es gibt auch keine Mindestradien, Stege oder ähnliche Limitierungen zu berücksichtigen. Durch den gezielt steuerbaren Laserstrahl ist die Präzision der Schnitte besonders hoch, heißt es, wobei die jeweiligen Schnittkanäle ausgesprochen schmal sind. Mit einem Vollschnitt lassen sich die einzelnen Leiterplatten folglich platzsparend und ohne größere Trennkanäle auf dem Panel ausrichten. Verglichen mit mechanischen Trennverfahren könne man so rund 30 Prozent Material einsparen. Das mache die Fertigung von anwendungsspezifisch designten Leiterplatten wirtschaftlich, betont LPKF.

Der Laser kann mehr als nur schneiden

Und der weitgehend automatisierte LPKF-Cuttingmaster gehört zu den Lasersystemen, die sich einfach in bestehende Manufacturing Execution Systeme (MES) integrieren lassen, heißt es weiter. Seine spezielle Software erhöhe die Prozessstabilität beim Schneiden. Die im System integrierten Laserquellen sollen besonders leistungsfähig sein, was die Schneidgeschwindigkeit maximiere.

Die Folgekosten einer Laseranlage sind laut Aussage des Herstellers relativ gering, weil es keine nennenswerten Verschleißteile gibt.

Abgesehen vom Schneiden der Substrate kann der Laser übrigens auch noch zum Markieren, Bohren oder zur Abtragung einzelner Materialschichten eingesetzt werden.

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