Wie ein asiatischer Displayhersteller den Ertrag bei der Produktion kleiner SMD-LEDs Trägerplatten in kürzester Zeit auf fast 100% verbessern konnte.
Sie sind die großen Stars am New Yorker Times Square oder den Wolkenkratzern in Fernost: Riesige LED-Tafeln, wie wir sie auch aus aufwändigen Science-Fiction-Produktionen kennen, werden nicht am Stück gefertigt – sie sind aus unzähligen kleinen Boards zusammengesetzt. Dabei können zigtausend leuchtende Einzelelemente einen haushohen Bildschirm bilden.
Diese Leiterplatten messen nur wenige Zoll, sind aber mit vielen tausenden Pixels bestückt, die wiederum jeweils aus einzelnen SMD-LEDs bestehen. Ein 1 m² großer Bildschirm vereint so schnell weit mehr als 3 Mio. LED-Komponenten.
Qualität erhöhen – Ausschuss vermeiden
Derzeit sind nur wenige Hersteller weltweit in der Lage, kleine SMD-LEDs für großformatige Displays einzusetzen. Einer davon trat mit folgender Aufgabenstellung an Finetech heran: Bei der Fertigung seiner großformatigen Displays plagten den Hersteller Ausfälle einzelner LED-Bausteine, die den elektrischen Test nicht erfolgreich passierten. Dabei muss man wissen, dass bei derart vielen LEDs selbst in hochpräzisen Fertigungsprozessen einzelne defekte LEDs zu den natürlichen Schwankungen gehören und eher die Regel als die Ausnahme darstellen. Es stand also die Frage im Raum, wie sich die Ausbeute der Produktion in Richtung 100% bewegen lässt, um Ressourcen zu schonen.
Finetech entwickelte gemeinsam mit dem Kunden einen mehrstufigen Reparaturprozess, der die Wiederherstellung einzelner Pixel erlaubte, ohne benachbarte Komponenten in Mitleidenschaft zu ziehen. Das Ziel: Ganze Trägerplatten sollten aufgrund einzelner LED-Defekte nicht länger verworfen werden.
Dass Bauteile mit Abmaßen von 220 µm x 120 µm zwar leicht, keineswegs aber leicht zu handhaben sind, ist bereits seit 2009 bekannt, als Finetech die erste Lösung für diese Bauteilgröße am Markt vorgestellt hat. Seitdem wurde der Prozess kontinuierlich optimiert und lässt sich nun sehr gut für die Nacharbeit von LED Displays einsetzen.
Arbeitsschritte
- Entfernen der SMD-LED Komponente(n)
- Entfernen des Restlotes von der Leiterplatte
- Auftragen von neuer Lotpaste
- Genaue Platzierung
- Neue SMD-LEDs einlöten
Anforderungen
- Keine Beeinflussung oder Beschädigung benachbarter LEDs durch den Reparaturprozess
- Ausgleich der durch die Wärmeausdehnung beim Ein- und Auslöten entstehenden Drift im Leiterplattenmaterial
- Reproduzierbares Dispensen von 100µm dots Lotpaste
Entwicklung ist ein Prozess – mit vielen Schritten
Es ist ein Stück Finetech-DNA, schnell und kundenorientiert zu reagieren. So hatten wir zwar zügig eine Lösung für die zugesendeten Muster (einseitig bestückte Leiterplatten) ausgearbeitet – nicht aber für doppelseitig bestückte, wie sie beim Termin vor Ort in Berlin vom Kunden mitgebracht wurden.
Dank der 25 Jahre Erfahrung in diesem Geschäft wurde die für den Kunden konzipierte Lösung kurzerhand von Kontaktheizung auf Heißluftheizung umgestellt. Hierbei handelt es sich um einen grundsätzlich anderen Lösungsansatz, der gemeinsam mit dem Kunden optimiert wurde. Nun warteten jedoch ganz andere Herausforderungen. Denn bei einer Heißluftunterheizung, zeigt das Board eine andere Ausdehnung als bei Kontaktwärme, daher wurden das Tooling und der Prozess insgesamt noch einmal neu angepasst.
Eine Herausforderung bei der Nacharbeit kleiner SMD-LEDs sind die winzigen Dispenspunkte mit einem Durchmesser von gerade einmal 100 µm, die reproduzierbar dosiert werden müssen. Hier konnte Finetech per Nadeltransfer die benötigte Lotpaste sehr präzise übertragen und den Kunden überzeugen.
In 4 Tagen zur verbesserten Fertigung
Mit unserem vollständig ausgestatteten Applikationslabor, der hauseigenen Tool-Fertigung und unserer langjährigen Erfahrung im Bau von SMD-Reparatursystemen konnten wir innerhalb kurzer Zeit den Prozess einrichten und die Reproduzierbarkeit unserer Lösung demonstrieren. Zur vollsten Zufriedenheit des Kunden, der in diesem Fall nicht nur eine Maschine, sondern einen fertigen Prozess erworben hat. Und einen starken Partner gleich noch dazu.
Finetech ist bis heute weltweit der einzige Hersteller, der den gesamten Reworkprozess für kleine SMD-LEDs sicher und reproduzierbar auf einem einzigen System abbilden kann und damit hilft, den Produktionsertrag zu optimieren.
