Pick & Place – Automatische SMD-Bestückung

Pick & Place (auch: Bestückungsautomat, Placement Machine) ist eine vollautomatische Maschine, die SMD-Bauteile auf der Leiterplatte platziert. Der Name beschreibt den Vorgang: Die Maschine nimmt (pick) ein Bauteil aus dem Feeder und setzt (place) es präzise auf die mit Lotpaste versehene Position.

Pick & Place-Maschinen sind das Herzstück jeder SMD-Fertigungslinie. Sie ermöglichen Bestückungsgeschwindigkeiten, die manuell unerreichbar sind, und garantieren eine gleichbleibend hohe Platziergenauigkeit.

Es gibt verschiedene Typen von Pick & Place-Maschinen, die sich in Geschwindigkeit und Flexibilität unterscheiden:

Turret-Head (Revolver-Kopf)

• Schnellste Bauart mit rotierendem Bestückkopf
• Bis zu 50'000+ Bauteile pro Stunde
• Ideal für Grossserien mit Standardbauteilen
• Eingeschränkt bei grossen oder speziellen Bauteilen

Gantry (Portal-System)

• XY-Portalsystem mit einem oder mehreren Köpfen
• 10'000–30'000 Bauteile pro Stunde
• Sehr flexibel – kann kleine und grosse Bauteile verarbeiten
• Standard in mittelgrossen EMS-Betrieben

Modular (Multi-Head)

• Kombination aus Geschwindigkeit und Flexibilität
• Mehrere unabhängige Bestückköpfe
• Kann verschiedene Bauteilgrössen gleichzeitig verarbeiten
• Optimal für die gemischte Fertigung (High-Mix, Low/Medium-Volume)

Bauteile werden der Maschine über verschiedene Feeder (Zuführsysteme) bereitgestellt:

• Tape & Reel (Gurtfeeder): Bauteile auf Rolle in Standardgurten (8mm, 12mm, 16mm, 24mm Breite). Am häufigsten für Standardbauteile (R, C, ICs)
• Tray (Tablett): Grössere ICs und empfindliche Bauteile in Matrix-Trays. Für BGA, QFP und andere Fine-Pitch-Gehäuse
• Tube (Stangenmagazin): Bauteile in Kunststoffröhren. Für Stecker, Sockel und spezielle Gehäuseformen
• Loose Parts (Schüttgut): Spezialfeeder für unverpackte Bauteile. Für Prototypen und Kleinserien

Die Feeder-Kapazität einer Maschine bestimmt, wie viele verschiedene Bauteiltypen gleichzeitig gerüstet werden können. Typisch sind 60–200+ Feeder-Plätze.

Moderne Pick & Place-Maschinen vereinen extreme Geschwindigkeit mit höchster Präzision:

Parameter	Typische Werte
Bestückgeschwindigkeit	10'000–80'000 Bauteile/h
Platziergenauigkeit	±25–50µm (0.025–0.05mm)
Kleinste Bauteilgrösse	01005 (0.4×0.2mm)
Grösste Bauteilgrösse	Bis 150×150mm
Maximale Boardgrösse	Bis 1'500×600mm
Bauteil-Erkennung	Vision-System mit Kamera

Das Vision-System ist entscheidend: Vor dem Platzieren fotografiert die Maschine jedes Bauteil und korrigiert Position und Winkel automatisch. So werden auch leicht verdrehte Bauteile aus dem Feeder exakt platziert.

1. Programmerstellung: Aus den Pick & Place-Daten (Centroid-Datei) wird das Maschinenprogramm erstellt – jede Position, Drehung und Bauteilzuordnung wird definiert
2. Rüsten: Die Feeder werden mit den richtigen Bauteilen bestückt und an der Maschine eingesetzt. Barcode-Scanning verhindert Verwechslungen
3. Erstes Board (First Article): Das erste Board wird bestückt und manuell geprüft – stimmen alle Positionen, Polaritäten und Bauteile?
4. Serienbestückung: Nach Freigabe des First Articles läuft die Serie automatisch. Die Maschine platziert Bauteil für Bauteil mit konstanter Geschwindigkeit
5. Nachverfolgung: Jedes Board wird mit Seriennummer und Traceability-Daten versehen

Moderne EMS-Dienstleister bieten Pick & Place-Bestückung ab Losgrösse 1 für Prototypen bis hin zur Grossserie an.