Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Markiereinheit für PCBs


von Michael S. (rbs_phoenix)


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Hallo zusammen,
ich bräuchte mal die Schwarmintelligenz und im besten Fall Erfahrung des 
Forums.

Ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, eine PCB im 
Leiterplattentest automatisiert zu markieren. Momentan verwende ich 
diese hier:

https://ingun.com/ME-E-S2-0-12-060-K12V/25251

Ein Stichel, der sich durch eine 12V-Versorgung durchgehend dreht und 
somit einen Kreis in den Lötstopplack ritzt.

Nun kann der Stichel nicht so leicht gewechselt werden und allein durch 
den Zeitaufwand wäre es schon günstiger, einfach einen neuen zu kaufen 
und einzubauen.
Primär aber geht es bei manchen Platinen um die Größe. Der Schaft hat 
ein M12 Außengewinde mit zwei Kontermuttern mit SW14. Wenn die zu 
testende PCB aber nur 20x30mm groß ist und neben der Markiereinheit noch 
Testnadeln und Fangstifte/Führungspins verbaut sind, bekommt man doch 
recht schnell Platzprobleme.

Daher nun die Frage: Kennt ihr eine andere und/oder kleinere 
Möglichkeit, eine PCB zu markieren?
- INGUN hat noch eine ähnliche Markiereinheit mit einem M8 Schaft. Nach 
ein paar Tests waren wir jetzt nicht so sehr angetan davon, dass wir auf 
diese wechseln würden.
- Alle anderen Hersteller von ritzenden Markiereinheiten, die ich 
gefunden habe, haben auch alle so eine M12 Konstruktion.

Ich habe gedacht, dass es solche Positionierungslaser (Strich, 
Fadenkreuz, Punkt oder Kreis) auch in etwas stärker gibt, sodass man sie 
einmal kurz anmacht und einen Kreis in den Lack lasert. Allerdings habe 
ich so etwas nicht gefunden. Lediglich vergleichsweise große 
Lasermodule, die aber dann noch verfahren werden müssen (also für den 
Bau von CNC-Lasercuttern oder so). Außerdem muss man sich dann noch um 
die ganze Arbeitssicherheit mit Lasern kümmern. Vielleicht gibt es dort 
aber auch Laser, die genau dafür gemacht sind. Also gut den Lack 
gravieren können, aber schwach genug sind, um ungefährlich für die Augen 
zu sein.

Ansonsten wäre meine letzte Idee etwas mit Tinte zu nehmen. Eine Art 
elektrisch (oder pneumatisch) ausfahrbarer Stempel. Da habe ich keine 
Erfahrung, was das Thema Austrocknung der Tinte angeht. Und auch hier 
habe ich nur Modelle gefunden, die schon viel größer sind, als die INGUN 
Markiereinheit von oben.

Prinzipiell wäre auch eine Markierung von oben möglich (dort hat man 
etwas mehr Platzfreiheit), allerdings ragt beim geöffneten Prüfadapter 
dann der (aus eigener Erfahrung) sehr scharfe Stichel nach vorne und 
kann leicht alle Hände schneiden, die da reingreifen wollen. Da wäre ein 
Laser oder Stempel deutlich sicherer beim Handling.


Sooo, nun aber mal genug geschrieben. Ich hoffe, es ist alles klar 
geworden. Daher freue ich mich auf alle Vorschläge, die ich bekommen 
kann. Wenn noch etwas unklar ist, gerne einfach nochmal nachfragen

Grüße
Michael

von Michael B. (laberkopp)


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Michael S. schrieb:
> Kennt ihr eine andere und/oder kleinere Möglichkeit, eine PCB zu
> markieren?

Lasergravierer gibt es spottbillig

https://www.amazon.de/dp/B0DRHYHFNW

gerade wenn du kleines markieren willst, und in Epoxy hinterlassen die 
erkennbare und nicht abwischbare Bilder.

Ob Zahl oder QR-Code, Strichcode oder Langtext, alles möglich auch an 
Stellen wo eine Fräse nicht hinkommt, und kann sehr kleine Details fur 
die eine Fräse zu gross ist.

Es reichen schon die 2.5W, mehr Leistung lasert schneller aber nicht 
substantiell anders.

Man muss sich halt nur Gedanken um die Einbindung in den Arbeitsablauf 
machen und um den Augenschutz während des laserns, eine Firma braucht 
eventuell eines Laserschutzbeauftragten.

Eine direkt eingebundene Variante ist es, einen Laser an den Kopf deiner 
Pick&Place zu schrauben.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Vielleicht habe ich mich nicht ganz genau ausgedrückt.

Die Markierung der PCB soll innerhalb eines PCB-Test-Adapters erfolgen. 
Der sieht ungefähr so aus:
https://ingun.com/MA-2113-D-H-S-10-VPC-G12x/37799
+
https://ingun.com/ATS-MA13-S-10-CRS/108813

Somit kann nichts in die Pick and Place Maschine gebaut werden (wo ja 
auch erstmal bestückt wird - der Test kommt dann später) und der Tester 
ist auch kein In-Line-Tester. Viele PCB Markierer sind in einer 
riesigen, separaten Maschine, teilweise für Inline.

Ich dachte da eher an eine stärkere Variante von so einem Laser:
https://www.lasershop.de/de/positionierlaser-10mw-650nm--kreis-766.html


Der von dir verlinkte Laser ist ja ein eigenständiger 
Lasercutter/-graver und das dort verbaute Lasermodul ist genau welches 
ich in meinem ersten Beitrag meinte:

> ... Lediglich vergleichsweise große
> Lasermodule, die aber dann noch verfahren werden müssen (also für den
> Bau von CNC-Lasercuttern oder so).

von Michael B. (laberkopp)


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Michael S. schrieb:
> Ich dachte da eher an eine stärkere Variante von so einem Laser:

Der wirft nur einen Lichtkreis, der graviert nichts.

Der billigste Laser tut es, wenn du seine Mechanik eh umbauen musst 
damit er das lasern kann, das in deinem Prüfadapter steckt.

Statt den Laser x/y zu verfahren kann man auch mit Spiegeln umlenken, 
wie bei einem Show-Laser mit Galvos. Geht halt etwas Leistung verloren.

Ich glaube, der arbeitet so
https://de.aliexpress.com/item/1005009672278045.html

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Michael B. schrieb:
> Der wirft nur einen Lichtkreis, der graviert nichts.

Ja ich weiß, daher schrieb ich ja auch:

Michael S. schrieb:
> Ich habe gedacht, dass es solche Positionierungslaser (Strich,
> Fadenkreuz, Punkt oder Kreis) auch in etwas stärker gibt, sodass man sie
> einmal kurz anmacht und einen Kreis in den Lack lasert.

oder

Michael S. schrieb:
> Ich dachte da eher an eine stärkere Variante von so einem Laser:

Die Komplettgeräte bekomme ich aber alle nicht in meine Prüfaufnahme 
rein. Es soll ja automatisch markiert werden und nicht noch nach dem 
Prüfen in eine weitere Maschine gelegt (und ausgerichtet) werden, wo ich 
dann alle PCBs markieren kann, die ich will (auch ungetestete oder 
durchgefallene).

Mal davon abgesehen, dass ich einen Lasercutter ohne Schutzhaube schon 
ungern privat zuhause hätte, aber in einer Fertigung, wo je nach 
Prüfling hunderte am Tag getestet werden ist das nicht denkbar.


edit:
Was ich vergessen habe zu sagen: Es geht wirklich nur um irgendeine 
Markierung, sodass man am Ende direkt sehen kann, ob die PCB erfolgreich 
geprüft wurde und somit in ein Gerät gebaut werden darf. Es wäre also 
auch ein (sehr günstiges) Bauteil möglich. Wenn es also ein >0805 
Bauteil gibt, das weiß ist und durch das anlegen eines etwas höheren 
Stroms sich komplett schwarz verfärbt, wäre das auch eine Denkbare 
alternative. Der Preis wäre da natürlich recht relevant, da das Bauteil 
ja auf jeder PCB bestückt werden muss.

: Bearbeitet durch User
von Stefan W. (stefan_w234)


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Michael S. schrieb:
> - INGUN hat noch eine ähnliche Markiereinheit mit einem M8 Schaft. Nach
> ein paar Tests waren wir jetzt nicht so sehr angetan davon, dass wir auf
> diese wechseln würden.

Da es anscheinend gewerblich ist würde ich mich an die Leute wenden, die 
sich mit sowas jeden Tag beschäftigen. Das wäre in diesem Fall der 
technische Vertrieb von ATX oder Ingun... Laser ist nicht trivial, 
entweder man bastet sich einen Murks und umgeht diverse Vorschriften im 
Bereich Arbeitssicherheit oder es wird sehr teuer.

Denkbr wäre es schon, einen Faserlaser mit Lichtleiter von außen 
einzukoppeln und mittels einem Interlock nur freizuschalten wenn der 
Adapter auch geschlossen ist, aber ein erheblicher Aufwand.

von L. (lah)


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Google hat mir eben das hier vorgeschlagen: 
https://www.ip-printing.de/markiersystem.html
Damit "schießen" die einen kleinen Klecks Tinte auf die Platine, ganz 
ohne Stempel. Die Düse ist zwar größer als der Stichel, könnte aber im 
Deckel eingebaut werden weil man sich daran nicht verletzen kann.

Beitrag #7925717 wurde vom Autor gelöscht.
von Gerd E. (robberknight)


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Ganz anderer Ansatz:

Lass den PCB-Hersteller einen individuellen 2D-Barcode (QR oder 
Datamatrix) auf jede Platine drucken. Das bieten mittlerweile die 
meisten an. Im Testadapter sitzt eine kleine Kamera die den Barcode 
liest.

Jetzt kannst Du nicht nur speichern ob Test erfolgreich oder nicht, 
sondern auch jede Menge zusätzliche Daten, wie Losnummer, 
Bestückungsvariante, Produktionsdatum, Kalibrierwerte/Messwerte etc.

Der Monteur bekommt einen Barcodescanner in die Hand gedrückt. Bevor er 
mit der Montage startet, scannt er den Barcode der Maschine oder des 
Montageauftrags und danach den der Platine. Er bekommt sofort per 
Tonsignal und LED zurückgemeldet ob alles passt oder nicht.

Wir haben bei uns in der Firma etwas ähnliches implementiert. 
Hintergrund war dass wir einige Baugruppen haben die sehr sehr ähnlich 
aussehen und es hin und wieder Verwechselungen gab. Mit den 
Barcodescannern passiert das nicht mehr. Und wenn doch mal was schief 
geht ist über die Datenbank viel genauer nachzuvollziehen welches Teil 
wann, wo und von wem bearbeitet wurde.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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L. schrieb:
> Google hat mir eben das hier vorgeschlagen:
> https://www.ip-printing.de/markiersystem.html
> Damit "schießen" die einen kleinen Klecks Tinte auf die Platine, ganz
> ohne Stempel. Die Düse ist zwar größer als der Stichel, könnte aber im
> Deckel eingebaut werden weil man sich daran nicht verletzen kann.

Da werde ich mal genauer reingucken. Auch nach Alternativ-Herstellern 
und so.

Danke

Gerd E. schrieb:
> Lass den PCB-Hersteller einen individuellen 2D-Barcode (QR oder
> Datamatrix) auf jede Platine drucken. Das bieten mittlerweile die
> meisten an. Im Testadapter sitzt eine kleine Kamera die den Barcode
> liest.

Tatsächlich wird nach dem Reflow-Ofen ein Datamatrix-Code gedruckt und 
auf die PCB geklebt. Dieser wird dann beim Test eingescannt. Das 
Prüfergebnis ist im Anschluss in einer Datenbank und i.d.R. in einem 
Speicher auf der PCB - hiermit wird auch beim zusammengebauten Gerät 
gecheckt, ob alle PCBs ok sind. Dies ist jedoch nicht mit dem Auge 
erkennbar. Man könnte den Code auf der PCB mit einem Handscanner 
einscannen und das Ergebnis abfragen, wird aber immer "ätzender" und 
zeitaufwendiger, je mehr PCBs in ein Gerät gebaut werden. Zusätzlich 
braucht man Hardware und Platz in der Montagezelle nur für diesen Check. 
Daher wird eine sichtbare Markierung der PCB verlangt. Vereinfacht auch 
den check mehrerer PCBs in einem Tray.

von Michael B. (laberkopp)


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Michael S. schrieb:
> Die Komplettgeräte bekomme ich aber alle nicht in meine Prüfaufnahme
> rein

Da dir offenbar eine 1 bit Information reicht, kannst du einen Farbpunkt 
auf die Platine sprühen, da reicht eine dünne Kanüle und Pressluft.

Ist ja egal ob der Punkt 1mm oder 5mm gross wird, die Platine ist ja 
fertig.

: Bearbeitet durch User
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