In der Fertigung kommt die Frage nach der Schablonenlebensdauer fast immer in derselben Form: Wie viele Drucke hat diese Schablone hinter sich, muss sie getauscht werden? Diese Formulierung behandelt Lebensdauer als Zähler. Auf der Schablone läuft kein solcher Zähler mit.
Dieselbe Edelstahlfolie, eingesetzt auf zwei Linien: Die erste druckt BGAs mit 0,4 mm Raster, hat drei Stillstände pro Schicht und arbeitet mit No-Clean-Paste. Die zweite druckt Steckverbinder und Einzelbauteile, läuft durchgehend, mit zähflüssigerer Paste. Bei gleicher Druckanzahl sind die Öffnungswände dieser beiden Schablonen nicht im selben Zustand. Verbraucht wird die Öffnungswand nämlich nicht durch das Drucken, sondern durch alles, was zwischen den Drucken passiert: Wischen, Einlegen, Trocknen, Spannen, Transportieren.
Deshalb stellt dieser Beitrag die Frage anders: Können die Öffnungswände dieser Schablone die konstruierte Pastenmenge noch reproduzieren? Dafür gibt es Belege. Für „wie viele Drucke" gibt es keine.
Was die Reinigung tatsächlich entfernt: drei Rückstände, drei Folgen
Erst wenn man „verschmutzt" aufschlüsselt, wird klar, warum manche Verschmutzung sofort behandelt werden muss und manche bis Schichtende warten kann.
Erstens der Pastenfilm auf der Folienunterseite. Beim Druck liegt die Schablonenunterseite auf den Pads auf, und selbst bei guter Abdichtung baut sich dort im Dauerlauf eine sehr dünne Pastenschicht auf. Die Folge ist unmittelbar: Eine unsaubere Unterseite lässt Paste von der Öffnungskante nach außen auslaufen – sichtbar als verwaschene Druckkonturen um die Pads und als Brückenneigung zwischen benachbarten Feinraster-Pads. Dieser Rückstand hat das kürzeste Zeitfenster und ist genau das, wofür die Unterseitenreinigung im Drucker existiert.
Zweitens Rückstände an den Öffnungswänden. Paste, die nicht vollständig ausgelöst hat, bleibt zurück, trocknet an der Wand und härtet aus – was den freien Querschnitt der Öffnung effektiv verkleinert. Die Folge ist ein systematisch zu geringes Pastenvolumen, und der Fehlbetrag wächst mit dem Rückstand. Am empfindlichsten sind Öffnungen mit einem Flächenverhältnis nahe dem Erfahrungswert: Der auf /de/smt-stencil/ veröffentlichte Richtwert 0,66 (eine IPC-Branchenkonvention) setzt eine saubere Öffnungswand voraus. Liegt etwas auf der Wand, fällt das tatsächliche Flächenverhältnis unter den Zeichnungswert. Zum konstruktionsseitigen Zusammenhang von Flächenverhältnis und Auslösung siehe Flächenverhältnis und Pastenauslösung.
Drittens eingetrocknete Flussmittel- und Lösemittelreste. Diese sitzen nicht zwingend in den Öffnungen, sondern eher auf der Folienoberfläche, im Klebebereich des Rahmens und nahe dem Gewebe. Die Folge ist chronisch statt akut: Sie verändern das Benetzungsverhalten der Folie und verschieben die spätere Reinigung zu stärkeren Medien oder längeren Einwirkzeiten – und stärkere Medien sind genau die Verbrauchsquelle des nächsten Abschnitts.
Die drei Rückstände folgen unterschiedlichen Takten. Genau deshalb lässt sich ein „Reinigungsintervall" nicht als eine einzige Zahl schreiben.
Zwei Reinigungsvorgänge: Unterseitenreinigung und Offline-Reinigung
Die Unterseitenreinigung läuft im Drucker, vom Druckprogramm in festgelegtem Takt ausgelöst, typischerweise Papier und Lösemittel mit Vakuumunterstützung. Sie erfasst nur den ersten Rückstand, also die Unterseite. Sie ist häufig, schonend und erfordert kein Ausbauen der Schablone.
Die Offline-Reinigung findet außerhalb der Linie statt, mit von der Maschine abgenommener Schablone, und erfasst den zweiten und dritten Rückstand. Sie wirkt stärker und erreicht das Öffnungsinnere, enthält aber jedes Mal drei zusätzliche Risikohandlungen: Aus- und Wiedereinbau, Eintauchen, Trocknen.
Diese Aufgabenteilung auszusprechen ist nötig, weil der häufigste Fehler in der Praxis darin besteht, mit der Offline-Reinigung ein Defizit der Unterseitenreinigung aufzufangen: Der Wischtakt ist zu niedrig eingestellt, die Unterseite verschmiert, und eine kräftige Reinigung zum Schichtende soll es wieder richten. Ergebnis: Das Unterseitenproblem besteht die ganze Schicht über, während die Öffnungswände aggressive Medien aufnehmen, die sie nicht gebraucht hätten. Doppelter Verbrauch, unveränderter Fehler.
Der umgekehrte Fehler existiert ebenso. Ein sehr hoher Wischtakt hält die Unterseite durchgehend sauber, doch Wischen ist ein Vorgang, der Querkräfte entlang der Folienoberfläche einträgt; zu häufig ausgeführt beschleunigt er plastische Verformung an den Öffnungskanten und den Abtrag der Beschichtung, besonders bei rahmenlosen Folien. Das betrifft Belastung und Einspannzustand der Folie; die Mechanik dazu steht in Spannung und Handhabung nach dem Einspannen und wird hier nicht wiederholt.
Medienverträglichkeit: gut reinigen und sicher reinigen sind zwei Dinge
Bei der Wahl des Reinigungsmediums sind zwei Fragen zu beantworten, die sich häufig widersprechen.
Die erste ist die Lösekraft gegenüber dem Rückstand. Verschiedene Pastensysteme nutzen verschiedene Flussmittelträger, und was das eine löst, löst das andere nicht. No-Clean-Rückstand und wasserlöslicher Rückstand sind nicht dieselbe Stoffklasse; es darf kein Medium als universell angenommen werden. Klassifizierung und Eigenschaften von Pasten fallen unter J-STD-005; welches Medium gilt, ist anhand der technischen Unterlagen des Pastenlieferanten und der Anlagenanforderungen zu bestätigen.
Die zweite ist die Verträglichkeit mit der Schablone selbst, und diese bestimmt die Lebensdauer. Verträglich sein muss mehr als nur die Edelstahlfolie:
- Der Klebebereich am Rahmen. Eine gerahmte Schablone verbindet Folie und Gewebe sowie Gewebe und Rahmen über Klebstoff. Manche Lösemittel weichen diesen Klebstoff auf. Ist die Klebefuge wiederholt angegriffen worden, lautet das Versagensbild nicht „schlechtere Öffnungen", sondern Totalausfall der Schablone.
- Die Nanobeschichtung.
/de/smt-stencil/führt die Nanobeschichtung als Option, deren Zweck die Senkung der Wischhäufigkeit und die Verlängerung der Nutzungsdauer ist. Damit ist die Beschichtung eine Funktionsschicht mit endlicher Lebensdauer, keine dauerhafte Eigenschaft; unpassende Medien und übermäßiges Wischen verbrauchen sie. Zu Beschichtungsarten und Auswahllogik siehe Wandpolitur und Nanobeschichtung. Festzuhalten ist hier: Fällt die Beschichtung aus, ist die Schablone nicht sofort Schrott – sie fällt auf unbeschichtetes Verhalten zurück. Dann muss der Wischtakt zurückgenommen werden, sonst druckt man eine unbeschichtete Schablone im Takt einer beschichteten. - Nichtmetallische Folien. Kapton- und PET-Folien für den Handdruck haben ein völlig anderes Medienfenster als Edelstahl.
Auf der Website sind keine Reinigermarken, Konzentrationen oder Einwirkzeiten veröffentlicht, und hier werden auch keine genannt. Diese müssen gemeinsam aus Pastensystem, Reinigungsanlage und Schablonenaufbau (Klebefuge vorhanden oder nicht, beschichtet oder nicht) festgelegt und über eine technische Prüfung freigegeben werden.
Der Wischtakt folgt dem Layout und dem Stillstandsmuster, nicht der Stückzahl
Wird ein Startwert für den Takt gebraucht, entscheiden darüber drei Dinge – die Stückzahl gehört nicht dazu.
Das kleinste Flächenverhältnis auf der Platine. Trägt die Platine Öffnungen nahe am Erfahrungswert, zeigt sich jeder Rückstand – Unterseite oder Wand – zuerst an diesen Öffnungen. Der Takt ist nach der empfindlichsten Gruppe festzulegen, nicht nach dem Mittelwert.
Der Abstand zwischen Stillständen. Je länger Paste in einer Öffnung steht, desto stärker trocknet sie und desto eher wird sie zum zweiten Rückstand. Stillstände durch Materialwechsel, Erstmusterprüfung und Anlagenalarme verbrauchen Öffnungen schneller als Dauerlauf. Dieselbe Schablone braucht daher auf einer Linie mit häufigem Rüstwechsel einen höheren Wischtakt als auf einer durchlaufenden Großserienlinie.
Das Arbeitsfenster der Paste. Wie lange die Paste auf der Schablone verwendbar bleibt, ist eine Eigenschaft der Paste. Danach lässt sich die Auslösekonsistenz durch Wischen nicht wiederherstellen; die Paste muss ersetzt werden.
Keine dieser drei Größen ist eine Eigenschaft der Schablone. Deshalb kann ein Lieferant keinen allgemeingültigen Wischtakt liefern. Liefern kann er Aufbau und Werkstoffdaten der Schablone; der Takt ist unter den eigenen Anlagen- und Pastenbedingungen des Kunden zu bestätigen.
Schadensbilder an der Öffnungswand: was jede Quelle beiträgt
Eine Aussonderungsentscheidung braucht Belege, also Kenntnis darüber, wie der Schaden aussieht und woher er kommt.
| Schadensbild | Hauptquelle | Wirkung auf den Druck | Reversibel |
|---|---|---|---|
| Grat oder Umbördelung an Öffnungskanten | Querkraft des Rakels, harte Partikel über die Öffnung gedrückt | Abdichtung verschlechtert sich, Paste läuft an der Kante aus | Nein |
| Erhöhte Wandrauheit, örtlicher Beschichtungsverlust | Übermäßiges Wischen, unverträgliche Medien | Auslösung verschlechtert sich; Volumen zu gering und streuend | Nein (Beschichtung vor Ort nicht wiederherstellbar) |
| Ausgehärteter Rückstand im Öffnungsinneren | Unzureichende Reinigung, lange Stillstände | Freier Querschnitt verkleinert sich; Volumen systematisch zu gering | Ja (geeignete Offline-Reinigung) |
| Örtliche plastische Verformung oder Dellen in der Folie | Falsches Spannen, Stöße beim Handling, gestapelte Lagerung | Örtliche Abdichtung versagt; Druck in dieser Zone nicht beherrscht | Nein |
| Klebefuge aufgeweicht, Folie löst sich vom Gewebe | Wiederholt unverträgliches Lösemittel, zu tiefes oder zu langes Eintauchen | Schablone verliert Spannung; Ausschuss | Nein |
Der Wert dieser Tabelle liegt darin, dass sie „druckt nicht mehr gut" in eine reversible und eine irreversible Spalte trennt. Die reversible Zeile löst die Reinigung; sobald eine der anderen vier auftritt, bringt Reinigung den Zustand nur schneller ans Ende. Der erste Schritt einer Aussonderungsentscheidung ist festzustellen, in welcher Spalte man sich befindet.
Aussonderungskriterien: welche Belege eine Schablone aus der Linie nehmen
Drei Belegsätze, und die Reihenfolge ist wichtig.
Erstens Belege aus dem Druckergebnis. Auf derselben Platine mit denselben Parametern bedeutet ein systematisch zu geringes Volumen, das sich nach der Reinigung nicht erholt, dass das Problem nicht im Rückstand liegt, sondern in der Wand selbst. Die Einschränkung „erholt sich nach der Reinigung nicht" schließt die reversible Ursache aus. Volumenprüfungen sind auf die Lötstellenanforderungen der zutreffenden IPC-A-610-Klasse zurückzuführen, bei Class-3-Produkten konservativer zu bewerten; die von SKPCB veröffentlichte Abnahmeklasse steht auf /de/quality/.
Zweitens die direkte Prüfung von Öffnungen und Folie. Drei Stellen: Grat oder Umbördelung an den Öffnungskanten, nicht behebbare Dellen oder Verformungen der Folie, und jedes Anzeichen einer Ablösung nahe der Klebefuge oder des Gewebes. Die ersten beiden wirken örtlich; das dritte bedeutet sofortigen Ausschuss.
Drittens die dokumentierte Historie. Was hat diese Schablone erlebt: wie viele unterschiedliche Reinigungsmedien, Stillstände jenseits des Pastenfensters, Stöße oder unübliches Spannen. Mit vollständiger Dokumentation lässt sich nach Trend aussondern. Ohne sie bleibt nur der aktuelle Zustand – und der wird meist erst dann deutlich, wenn das Problem die Lötstellen schon erreicht hat.
Alle drei zusammen lassen nur drei Schlüsse zu: weiter einsetzen (alle Belege unauffällig), herabstufen (Wände degradiert, betroffen ist aber nur die empfindlichste Öffnungsgruppe – die Schablone kann weiter Platinen ohne diese Öffnungen drucken) und aussondern (irreversibler Schaden, der die laufenden Platinentypen betrifft). Die Herabstufung wird übersehen, ist aber der wichtigste Hebel zur Amortisation der Schablonenkosten: Eine Schablone, die kein 0,4-mm-Raster-BGA mehr kann, druckt Steckverbinder oft einwandfrei.
Lebensdauerführung in die Dokumente schreiben: wer erfasst was, wo
Die Führung der Schablonenlebensdauer scheitert meist aus nichttechnischem Grund: niemand ist zuständig. Eine minimal funktionsfähige Aufteilung:
- Wareneingang friert den Ausgangszustand ein: Aufbau, Werkstoff, Foliendicke, Rahmenmaß, beschichtet oder nicht. Das ist die Basis jeder späteren Beurteilung und gehört in den Übergabenachweis – siehe Wareneingangsprüfung und Übergabe.
- Die Linie erfasst das Medium jeder Offline-Reinigung sowie auffällige Ereignisse (Stillstände jenseits des Fensters, Stöße, unübliches Spannen). Erfasst werden Ereignisse, nicht Stückzahlen.
- Die Prozesstechnik prüft den Wischtakt bei jedem Platinenwechsel nach und bestätigt bei geändertem Flächenverhältnis erneut, ob die Schablone noch geeignet ist.
- Die Qualitätssicherung setzt den Schablonenzustand auf die Prüfliste, sobald Volumen oder Lötstellen einen Trend zeigen – und nicht erst, wenn alle anderen Faktoren ausgeschlossen sind.
Diese Aufteilung braucht kein neues System; ein mit der Schablone mitlaufendes Erfassungsblatt genügt. Sie löst ein einziges Problem: Aussonderungsentscheidungen brauchen Historie, und Historie lässt sich nur im Moment des Geschehens festhalten.
Um zu klären, welcher Schablonenaufbau ein bestimmter Platinentyp bei gegebener Paste und Anlage braucht und ob eine Beschichtung sinnvoll ist, lassen sich Pastenlage und Bauteilraster aus den Gerber-Daten zur technischen Prüfung einreichen. Die von SKPCB lieferbaren Aufbauten, Werkstoffe, Foliendicken und Rahmenmaße stehen auf der Schablonen-Serviceseite, die platinenseitigen Fertigungsgrenzen unter Fertigungsmöglichkeiten; soll die Schablone gemeinsam mit der Bestückung eingeplant werden, siehe PCBA-Bestückung.
FAQ
F1. Wie viele Drucke hält eine Schablone? Gibt es eine Druckanzahl als Lebensdauer?
Es gibt keine allgemeingültige Druckanzahl, und SKPCB veröffentlicht keine. Der Grund steht im ersten Abschnitt: Verbraucht wird die Öffnungswand durch Wischen, Reinigen, Spannen und Stillstände zwischen den Drucken, und diese unterscheiden sich von Linie zu Linie erheblich. Angeben lässt sich ein Kriterium aus Wandzustand und Druckbefund, kein Zählerstand.
F2. Mit Nanobeschichtung entfällt die Reinigung?
Nein. Zweck der Beschichtung ist, die Wischhäufigkeit zu senken und die Nutzungsdauer zu verlängern, nicht die Reinigung zu erübrigen. Sie verändert, wie schwer die Auslösung fällt, nicht ob Rückstand entsteht. Wichtiger noch: Die Beschichtung selbst wird durch unverträgliche Medien und übermäßiges Wischen verbraucht. Nach ihrem Ausfall fällt die Schablone auf unbeschichtetes Verhalten zurück, und der Wischtakt muss zurückgenommen werden.
F3. Der Druck ist plötzlich schlechter. Woran erkenne ich, ob es die Schablone, die Paste oder die Anlage ist?
Zuerst eine ordnungsgemäße Offline-Reinigung, dann dieselbe Platine mit denselben Parametern drucken. Erholt sich das Ergebnis, war es Rückstand und damit reversibel. Erholt es sich nicht und ist das Volumen systematisch zu gering, wird die Öffnungswand zum berechtigten Verdacht. Tritt die Abweichung nur in einer Zone auf statt über die ganze Platine, sind dort zuerst Folienverformung und Abdichtung zu prüfen, nicht der Wandzustand insgesamt.
F4. Kann ich mit einem stärkeren Reiniger in einem Durchgang alles entfernen?
Technisch möglicherweise ja; der Preis ist vorher zu rechnen. Das Risiko aggressiver Medien konzentriert sich auf zwei Stellen: die Klebefuge gerahmter Schablonen (eine aufgeweichte Klebeschicht bedeutet Totalausfall) und die Nanobeschichtung (nach Ausfall vor Ort nicht wiederherstellbar). Die Medienwahl muss Lösekraft gegenüber dem Pastenrückstand und Verträglichkeit mit dem Schablonenkörper gleichzeitig erfüllen, bestätigt über die Unterlagen des Pastenlieferanten und die Anlagenanforderungen.
F5. In den Öffnungen ist Rückstand, aber kein sichtbarer Wandschaden. Weiter nutzbar?
Ja – Rückstand ist die reversible Kategorie. Zuerst die Rückstandsart bestimmen (ausgehärtete Paste oder eingetrocknetes Flussmittel), mit verträglichem Medium offline reinigen, dann mit derselben Platine und denselben Parametern prüfen, ob das Volumen zurückkehrt. Wenn ja, weiter einsetzen und anschließend Wischtakt und Stillstandsführung überprüfen, denn angesammelter Rückstand ist meist ein Taktproblem, kein Reinigungsproblem.
F6. Die Schablone kann kein Feinraster mehr. Nur noch Ausschuss?
Nicht zwingend. Die Zwischenstufe der Aussonderungskriterien ist die Herabstufung: Wanddegradation betrifft zuerst die Öffnungsgruppe am Erfahrungswert, während Öffnungen mit großzügigem Flächenverhältnis – Steckverbinder, Einzelbauteile, große Pads – oft weiterhin normal auslösen. Die Beschränkung dieser Schablone auf Platinentypen ohne die empfindlichen Öffnungen ist legitim, sofern die Beschränkung dokumentiert ist und die Linie sie einhält.
F7. Wie hoch sollte der Wischtakt sein?
Es wird kein Taktwert veröffentlicht, weil alle drei entscheidenden Faktoren Eigenschaften von etwas anderem als der Schablone sind: das kleinste Flächenverhältnis auf der Platine, der Stillstandsabstand durch Materialwechsel und Erstmusterprüfung, und die Verwendbarkeitsdauer der Paste auf der Schablone. Der Takt ist nach der empfindlichsten Öffnungsgruppe zu setzen und beim Platinenwechsel nachzuprüfen.
F8. Unterscheiden sich gerahmte und rahmenlose Schablonen bei Reinigung und Lebensdauer?
Ja, aber der Unterschied liegt in den Risikostellen, nicht im Reinigungsprinzip. Die gerahmte Schablone hat zusätzlich eine Klebefuge, die auf Lösemittelwahl und Eintauchtiefe empfindlich reagiert – ein Versagenspfad, den rahmenlose Folien nicht haben. Rahmenlose Folien neigen dafür bei Aus- und Einbau sowie Lagerung stärker zu plastischer Verformung. Der Aufbauunterschied und die Zuständigkeit für die Spannung sind ein eigenes Thema, siehe Spannung und Handhabung nach dem Einspannen.