Ein vietnamesischer Elektronikhersteller verbessert die PCB-Erzeugung mit der ölfreien Vakuumpumpenanlage KAIEN LG-90

Ein schnell wachsender Leiterplattenhersteller mit Sitz im Industriegebiet der Provinz Bac Ninh in der Nähe von Hanoi, Vietnam, der führende Marken im Bereich Unterhaltungselektronik beliefert, stieß bei seinem Vakuumlaminierungsprozess auf eine kritische Ausbeutebegrenzung. Die vorhandenen Drehschieber-Vakuumpumpen des Unternehmens waren zwar für allgemeine Industrieanwendungen zuverlässig, brachten jedoch zwei Probleme mit sich, die speziell für die Herstellung von Leiterplatten mit hoher Verbindungsdichte typisch sind: die mechanische Vibrationsübertragung, die zu Mikroregistrierungsfehlern bei der Ausrichtung mehrschichtiger Leiterplatten führte, und die Rückströmung von Spuren von Öldämpfen, die zur Oberflächenverunreinigung beitrug, die bei der abschließenden automatischen optischen Inspektion festgestellt wurde.

Der Hersteller betrieb zwölf Vakuum-Laminierpressen gleichzeitig, die jeweils von einer eigenen Vakuumpumpe für den Evakuierungszyklus der Laminierkammer versorgt wurden. Die Prozessspezifikation erforderte Vakuumniveaus von ≤50 Pa innerhalb von 90 Sekunden nach Zyklusbeginn, wobei die Vakuumstabilität für eine 45-minütige Aushärtungsphase aufrechterhalten werden musste. Während die bestehenden Drehschieberpumpen auf dem Papier die Anforderungen an die Evakuierungsgeschwindigkeit erfüllten, dokumentierte das Ingenieurteam drei Betriebsprobleme, die insgesamt die Ausbeute auf 92,3 % gegenüber dem Ziel von 97,5 % beschränkten:

• Vibrationsbedingte Fehlregistrierung:Der mit 1.440 U/min arbeitende Drehflügelmechanismus übertrug über die Vakuumverbindung Vibrationsamplituden von 3,2 bis 4,5 mm/s RMS auf die Pressplatte, was zu zeitweiligen Fehlausrichtungen von Schicht zu Schicht führte, die die Toleranzspezifikation von 25 µm für die 8-schichtigen HDI-Platten des Unternehmens überstiegen.
• Öldampf-Rückströmung:Trotz der Installation von Ölnebelfiltern an jedem Pumpenauslass wurden Spuren von Kohlenwasserstoffdämpfen durch Oberflächenenergietests an fertiggestellten Platinen festgestellt, was durchschnittlich 14 Chargenrücksendungen pro Monat von einem großen Smartphone-Markenkunden mit strengen Kontaminationsgrenzwerten auslöste.
• Wartungsbedingte Produktionsunterbrechungen:Die aus zwölf Pumpen bestehende Flotte erforderte einen monatlichen Ölwechsel, der 180 Liter Vakuumpumpenöl verbrauchte und gleichwertigen gefährlichen Abfall erzeugte, der einer lizenzierten Entsorgung bedurfte, wobei jede Pumpe während des Betriebs etwa vier Stunden lang außer Betrieb war.

Nach der Prüfung ölfreier Vakuumpumpenoptionen von mehreren Anbietern entschied sich der Leiterplattenhersteller für dieseKAIEN LG-90 Ölfreie Trockenschrauben-Vakuumpumpefür einen schrittweisen Einsatz in allen zwölf Laminierpressenlinien. Die LG-90-Spezifikation mit einer Saugleistung von 90 m³/h, einem Enddruck von ≤ 5 Pa und – was kritisch ist – einer Restvibration unter 1,8 mm/s RMS bei einer Betriebsgeschwindigkeit von 2.890 U/min berücksichtigt direkt die beiden primären ertragsbegrenzenden Faktoren, die in der technischen Analyse identifiziert wurden.

Der stufenweise Rollout begann mit einer Pilotinstallation mit vier Pumpen in der wertschöpfendsten Produktionslinie des Unternehmens für die Herstellung von Smartphone-Mainboards. KAIEN lieferte die Dokumentation der Werksabnahmetests, einschließlich Messungen der Schwingungssignaturen einzelner Pumpen und Helium-Lecktestzertifikate, und erfüllte damit die Anforderungen des Gerätequalifizierungsprotokolls des Kunden. Die restlichen acht Pumpen wurden über einen Zeitraum von sechs Wochen nach erfolgreichem Abschluss der 90-tägigen Pilotbewertung eingesetzt.

Neun Monate nach der vollständigen Bereitstellung meldete der Hersteller eine Gesamtausbeutesteigerung von 92,3 % auf 96,8 %, wobei vibrationsbedingte Registrierungsfehler nahezu beseitigt und verunreinigungsbedingte Kundenretouren um 93 % reduziert wurden. Durch den Wegfall des monatlichen Ölwechsels konnte die Produktionskapazität der zwölf Pumpen umfassenden Flotte jährlich um etwa 480 Stunden wiederhergestellt werden. Eine anschließende Kundenqualitätsprüfung durch den größten Smartphone-Markenkunden des Unternehmens führte zu einer Erstgenehmigung ohne Beobachtungen im Zusammenhang mit einer Verunreinigung des Vakuumsystems, ein wichtiger Meilenstein, der die Qualifikation des Herstellers für einen neuen Flaggschiff-Produktfertigungsauftrag beschleunigte.

Der Chief Technology Officer des Unternehmens bestätigte, dass die KAIEN LG-90-Pumpen in die Ausrüstungsspezifikation für eine geplante neue Produktionsanlage in Thailand integriert wurden, wodurch sich die insgesamt installierte Basis bis Anfang 2027 auf vierundzwanzig Einheiten verdoppelte. Die gesamten Projektinvestitionen wurden durch eine kombinierte Ertragsverbesserung und Wartungseinsparungen innerhalb von elf Monaten nach der vollständigen Inbetriebnahme amortisiert.