Vakuumkammer-Plugging-Anlagen – VCP

Plugging-Anlagen von MASS – Präzision unter Vakuum

Mit den Vakuumkammer-Plugging-Anlagen von MASS füllen Sie Durchgangs- und Sacklochbohrungen zuverlässig und blasenfrei – beidseitig in einem Zyklus. Das garantiert höchste Qualität und Prozesssicherheit.

Ihre Vorteile:

• Maximale Prozesssicherheit Gesamte Leiterplatte in der Vakuumkammer: Blasenfreies Verfüllen

• Flexibilität: mehrere Plugging-Durchgänge oder erneutes Befüllen möglich

• Effizienz: 6 fach schnellere Zykluszeiten, Reinigung und Kopfwechsel innerhalb von 45 Minuten, geringer Pastenverbrauch

• Saubere Ergebnisse: Abrakelstation reduziert Pastenschicht auf nur ca. 6 µm

Optional erhältlich: automatisches Kartuschen-Nachfüllen (LCS), Data Recording und beheizbare Füllköpfe.

VCP_M+ — Perfektes PCB-Plugging durch Vakuumkammer-Technologie

Die neue Generation VCP_M+ von MASS setzt mit seinem innovativen Vacuum Cleaning I & II-Prozess neue Maßstäbe im PCB-Plugging:

• Vacuum Cleaning I entfernt Luft, Feuchtigkeit und Ausgasungen vor dem Füllvorgang – und stellt so eine vollständige, dichte Lochfüllung sicher.
• Vacuum Cleaning II beseitigt nach dem Füllen verbleibende Oberflächenblasen, indem der Kammerdruck abgesenkt wird und eingeschlossene Gase entweichen können.

Dank präziser Vakuumregelung sowie den Effekten von Kapillarkräften und dem Kelvin-Effekt, wird selbst bei Kammerdrücken unterhalb des Dampfdruckes der Paste ein Verdampfen der Paste innerhalb der Bohrung verhindert.

Das Ergebnis: Einzigartig fehlerfreie Füllungen, höhere Ausbeuten und maximale Zuverlässigkeit für die moderne Leiterplattenfertigung.

Die VCP_M+ wird erstmals auf der Productronica 2025 vom 11.–14. November 2025, Halle B3.528 in München vorgestellt.

VCP_M+ Next Gen: Die Zukunft der Leiterplattenfertigung im Vakuum

Erleben Sie die Zukunft der Leiterplattenfertigung:
Die neue VCP_M+ wird erstmals auf der Productronica 2025 in München präsentiert.
Diese neue Generation vereint Jahrzehnte an Erfahrung mit den modernsten technischen Innovationen unserer Zeit – für maximale Präzision, Effizienz und Prozesssicherheit in der Vakuumkammer.

Die Highlights der VCP_M+ Next Generation

• Reduzierter Pastenverbrauch – optimierte Prozesse senken Materialkosten und steigern die Wirtschaftlichkeit.

• Modernste Vakuumtechnik – höchste Prozessstabilität und zuverlässige Ergebnisse auch bei anspruchsvollen Anwendungen.

• Intelligente Softwaresteuerung – smarte Prozessüberwachung, einfache Bedienung und maximale Produktionskontrolle.

Die VCP_M+ definiert neue Maßstäbe in der Vakuumprozess-Technologie für Leiterplattenherstellung.
Sie kombiniert Präzision, Nachhaltigkeit und digitale Intelligenz in einem System – entwickelt für die Anforderungen der Elektronikfertigung von morgen.

👉 Besuchen Sie uns auf der Productronica 2025 oder kontaktieren Sie uns für eine persönliche Vorstellung der Gesamtanlage.

Technische Daten

Abmessungen: Länge 2.500 mm, Breite 740 mm und Höhe 2.100 mm

• Gewicht: 900 kg
• Panelmaße: 610 x 762 mm
• Paneldicke: 0,25 – 9 mm
• Anschluss: 400 V, 50Hz, 3P/N/PE, 5 kW oder 480 V, 60Hz, 3P/PE
• Steuerung: SPS mit HMI Tochpanel
• Druckluft: 6 bar (88 psi) 30 NL per Panel
• Raumtemperatur: 22 +/- 2°C
  
  

Optimale Plugging Ergebnisse dank Vakuumkammer und externer Rakel-Einheit

Konventionelle Systeme evakuieren nur kurzzeitig und lokal, wodurch ihre Effektivität bei der Evakuierung von Luft und Feuchtigkeit aus den PCB Löchern begrenzt ist. Im Gegensatz dazu nutzt das MASS VCP-System eine vollständige Vakuumkammer, die das gesamte Board für eine einstellbare Dauer einem kontrollierten Vakuum aussetzt. Dadurch wird die effiziente Evakuierung von Gasen ermöglicht, was die Qualität und Zuverlässigkeit des nachfolgenden Füllprozesses erheblich verbessert

Bei niedrigen Drücken, insbesondere im Knudsen- und Molekularen Strömungsbereich, wird die Evakuierung von Gasen durch die statistische Bewegung der Moleküle bestimmt. Eine ausreichende Evakuierungsdauer ist entscheidend, um verbleibende Luft- und Wassermoleküle in den Löchern zu minimieren. Die beigefügte CFD-Simulation veranschaulicht das Verhalten unter diesen Bedingungen.

Durch die drastische Reduzierung von Reststoff ermöglicht die MASS-VCP eine hochqualitative, porenfreie Füllung. Außerdem sind mehrere Füllzyklen möglich, ohne dass zuvor aufgetragene Paste verdrängt wird – ein Problem, das bei konventionellen Systemen auftritt, bei denen das Vakuum auf den Füllkopf beschränkt ist.

Hagen-Poiseuille law

Die VCP_M+ Software nutzt das Hagen-Poiseuille-Gesetz, um automatisch die perfekten Plugging Einstellungen zu berechnen – ganz ohne langwierige Tests. Sofort starten, schneller produzieren, fehlerfrei liefern.

Vorteile der MASS VCP

Automatische Leckratenberechnung

Die Bestimmung der integralen Leckrate einer Vakuumkammer ist normalerweise aufwändig und zeitintensiv. Anfangs wird der Druckanstieg nicht nur durch Leckagen, sondern auch durch Ausgasungen beeinflusst. Erst nach einiger Zeit spiegelt der Druckanstieg überwiegend die Leckrate wider.

Da die Leckrate eine entscheidende Größe für eine verlässliche und reproduzierbare Leiterplattenproduktion ist, hat MASS in der VCP_M+ eine automatische Mess- und Berechnungsfunktion integriert.

Die Leckrate wird kontinuierlich ermittelt und automatisch protokolliert. So erhält der Anwender sofortige Informationen und kann bei Bedarf umgehend reagieren — ganz ohne aufwändige manuelle Messungen und Auswertungen.

Grundlagen für das Pluggen unter Vakuum

Im Vakuum verändern sich die Strömungseigenschaften von Gasen je nach Druckbereich. Anfangs verhält sich das Gas wie eine viskose Flüssigkeit mit laminarer oder turbulenter Strömung. Mit sinkendem Druck folgt der Übergangsbereich (Knudsen-Bereich), bevor im molekularen Flussbereich die Gasmoleküle sich frei und statistisch verteilt durch die Vakuumkammer bewegen.

Im viskosen Bereich liegt eine laminare Gasströmung vor, wie im Bild dargestellt. An Ecken und Kanten kann es jedoch zu lokalen Turbulenzen kommen. In diesem Strömungsregime lässt sich das Hagen-Poiseuille-Gesetz anwenden, das den Zusammenhang zwischen Druck, Viskosität und Volumenstrom beschreibt.

Im molekularen Bereich bewegen sich die Gasmoleküle statistisch verteilt durch die Vakuumkammer. Ein gerichteter Saugmechanismus bis zur Pumpe besteht nicht mehr. Die Moleküle erreichen den Ausgang der Vakuumkammer rein zufällig, wodurch das Evakuieren auf tiefere Drücke nur durch längere Pumpzeiten möglich ist.

Die unterschiedlichen Vakuumbereiche

Beschreibung	Grobvakuum	Feinvakuum - FV	Hochvakuum - HV	Ultra-Hochvakuum - UHV
Druck [mbar]	1000 - 1	1 - 10-3	10-3 - 10-7	10-7
n [cm-3]	1019 - 1016	1016 - 1013	1013 - 109	<109
MFW	100 µm	100 µm - 100 mm	100 mm - 1 km	1 km

n: Anzahl der Moluküle pro Kubikzentimeter, MFW: Mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle

Die Dampfdruckkurven von Wasser und typischen Pasten zum Pluggen von Leiterplatten zeigen, ab welchem Druck die jeweiligen Stoffe zu sieden beginnen. Sinkt der Kammerdruck unter den Dampfdruck der Paste, beginnt diese zu sieden. Dabei verdampfen vor allem die niederkettigen Bestandteile, was zu einer Veränderung der Fließeigenschaften führt. Eine präzise Vakuumregelung ist daher entscheidend, um ein Sieden der Paste und damit Prozessabweichungen zu verhindern.

Optimale Lochverfüllung in Leiterplatten durch präzises Vakuum-Plugging

Der Mythos vom Pluggen im UHV

Je geringer der Kammerdruck, desto weniger Gasmoleküle befinden sich in der Kammer und in den Bohrungen. Allerdings kann der Druck nicht unterhalb des Dampfdrucks der Paste abgesenkt werden – andernfalls beginnt die Paste zu sieden, wodurch ihre Zusammensetzung und Fließeigenschaften verändert werden. Erst nach dem vollständigen Verfüllen der Bohrung kann der Druck unter den Dampfdruck gesenkt werden. Dann wirken sowohl der Kelvin-Effekt als auch Kapillareffekte, die den effektiven Dampfdruck herabsetzen und ein kontrolliertes Evakuieren ermöglichen. Siehe auch: Vacuum Cleaning II

FAQs

Warum wird Vakuum für das Pluggen von Vias in Leiterplatten benötigt?

Leiterplatten enthalten zahlreiche Löcher (Vias) mit Durchmessern weit unter einem Millimeter. Unter Atmosphärendruck befinden sich in diesen Bohrungen sehr viele Moleküle (10¹⁹ cm^-3) — vor allem Stickstoff, Sauerstoff und Wassermoleküle. Diese Moleküle verhindern, dass Pasten vollständig und gleichmäßig in die Bohrung eindringen.

Das Vakuum-Plugging reduziert den Druck in und um die Bohrungen, sodass die Paste leichter in die Öffnungen eindringen kann. Zusätzlich entfernt das Vakuum Wassermoleküle aus der Bohrung. Dies sorgt für einen stabilen und reproduzierbaren Prozess, der eine blasenfreie Verfüllung aller Bohrungen gewährleistet.

Warum wird eine komplette Vakuumkammer für das Pluggen benötigt?

Es reicht nicht aus, Bohrungen nur kurzzeitig oder lokal zu evakuieren. Die gesamte Leiterplatte muss in einer Vakuumkammer gepluggt werden. Nur so kann ein gleichmäßiger, definierter Zustand entstehen, bei dem alle Moleküle ausreichend Zeit haben, die Bohrungen zu verlassen.

Dieser Effekt wird bei sehr niedrigen Drücken besonders wichtig: Die Moleküle bewegen sich dann nur noch statistisch verteilt, und nur durch ausreichend Zeit gelangen die Moleküle zur Vakuumpumpe. Eine komplette Vakuumkammer stellt sicher, dass dieser Prozess effizient und reproduzierbar erfolgt.

Was ist der größte Vorteil beim Pluggen unter Vakuum?

Der Hauptvorteil ist eine blasenfreie und reproduzierbare Verfüllung aller Bohrungen. Dies erhöht die Qualität der Leiterplatte und minimiert Nacharbeiten oder Ausschuss.

Warum kann es sinnvoll sein, gepluggte Leiterplatten erneut einem Vakuum auszusetzen?

In speziellen Anwendungen können selbst bei optimalem Plugging minimale Oberflächenblasen entstehen. Ein zweites Evakuieren entfernt auch diese restlichen Blasen vollständig. Dieser Schritt ist nur mit einer MASS-Vakuumkammer zuverlässig möglich.

Warum verdampft die Paste nicht, wenn sie sich bereits in der Bohrung befindet?

Dies wird durch den sogenannten Kelvin-Effekt erklärt: Die Oberflächenspannung der Paste und der Kapillareffekt verhindern, dass die Paste verdampft, auch wenn der Umgebungsdruck unterhalb ihres Dampfdrucks liegt. Dadurch bleibt die Verfüllung stabil und dauerhaft.