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Kein Flaschenhals beim Löten

Losgröße 1 in der Elektronik-Fertigung

Kein Flaschenhals beim Löten

In der Elektronikindustrie Kleinserien und Prototypen herzustellen, fordert den Produktionsabläufen besonders viel Flexibilität ab. Um diese zu erreichen, rücken viele Firmen die Bestückungsautomaten in den Mittelpunkt. Wird dabei die Lösung zum Lötpastenauftrag und Löten nicht passend ausgelegt, könnte ein Flaschenhals entstehen.

3D Shape-Ausschnitt (Bild: Mycronic GmbH) [1]

3D Shape-Ausschnitt (Bild: Mycronic GmbH)

Wenn es in der Elektronikindustrie um die Einrichtung von neuen Fertigungsmöglichkeiten für den Prototypenbau oder die Produktion von Kleinserien geht, steht oft der Bestückungsautomat im Mittelpunkt. Hohe Flexibilität sowie ein leichter Wechsel von unterschiedlichen Bestückungsprofilen ist dabei entscheidend. Gerne wird dafür eine hohe Bestückungsgeschwindigkeit geopfert. „Oftmals werden allerdings die Prozesse um den Bestückungsautomaten bei diesen Überlegungen vernachlässigt“, sagt Axel Wolff, Vertriebsleiter der Asscon GmbH. Denn die Eigenschaften, die für einen Bestückungsautomaten angelegt werden, müssen auch für den Lotpastenauftrag sowie das finale Löten der Baugruppe gelten.

Die Kernanforderung

„Im Grunde genommen lassen sich die Maschinenkonzepte leicht herunterbrechen: Eine leichte Profilumstellung des Bearbeitungsprozesses basierend auf einer hohen Layout- und Designunabhängigkeit bezüglich des Leiterplattendesigns“, schildert Meik Hauke, Geschäftsführer der Mycronic GmbH. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen die Maschinenkonzepte so ausgelegt sein, dass Anwender Designänderungen unkompliziert umsetzen können. Wird im Rahmen der Prototypenentwicklung eine Anpassung des Lotpads vorgenommen, kann durch den flexiblen Jet-Dosierprozess diese Änderung sofort umgesetzt werden. „Das heißt, dass keine Druckschablonen angefragt werden müssen, sondern die Dosiervorgaben softwareseitig angepasst werden. Somit sind alle Pad-Designs und Depothöhen möglich. Das Jet-Dispensen ermöglicht quasi eine Freestyle-Bearbeitung von Lotpastendepots, da unterschiedliche Dot-Größen und Depotdesigns möglich sind“, so Hauke über den Lotpastenauftrag mittels Jet-Dispensens.

Keine Prozessbeschränkung

Gleiches gilt für das Löten dieser Baugruppen. „Im Grunde genommen spielt es beim Dampfphasenlöten keine Rolle, wie die Lotdepots designt sind. Sollten nach dem Löten, beim Prüfen oder den Funktionstests der Baugruppe Designanpassungen erkannt werden, so können diese ohne Änderungen im Lötprozess umgesetzt werden. Das heißt, dass die Änderungen im Dispensprozess umgesetzt werden und die Baugruppe nach dem Bestückungsprozess ohne Änderungen durch den Lötprozess läuft“, erklärt Wolff. Diese nicht vorhandenen Prozesseinschränkungen beim Lotpastenauftrag und dem Löten ermöglicht eine erhebliche Flexibilität und Reduzierung des Aufwandes beim Produzieren kleiner Lose.

Prinzip des Dampfphasenlötens (Bild: Asscon) [2]

Prinzip des Dampfphasenlötens (Bild: Asscon)

Dosierer für kleine Losgröße

In Kombination mit einem hochflexiblen Bestückungsautomaten eignen sich diese Technologien also sehr gut für die Prototypen- und Kleinserienfertigung. Besonders das Jetprinting- und Dosiersystem MY700 von Mycronic wird wegen seiner mitgelieferten Software auch für Prototypenserien oder die Fertigung der Losgröße 1 eingesetzt. „Die Punktmenge, die Größe und die Form lassen sich einfach einstellen und für jede einzelne Komponente und jedes Pad optimieren. Das Gesamtsystem kommt ohne oder nur mit wenigen Eingriffen seitens des Bedieners aus. Durch den Import von CAD- oder Gerber-Daten können neue Aufträge offline in wenigen Minuten vorbereitet und für besonders komplexe Bauteile im Anschluss optimiert werden. Einfachere Aufträge werden direkt an der Maschine für Änderungen geplant“, schildert Hauke.

Passendes Lötsystem

Ähnlich verhält es sich mit der Dampfphase VP800 von Asscon. „Die VP800 wurde für das Löten von Prototypen- und Kleinserien entwickelt und ist sehr leicht zu bedienen. Des Weiteren ist der Prozess des Dampfphasenlötens einfach zu kontrollieren“, so Wolff. Beim Dampfphasenlöten wird die Prozessflüssigkeit Galden bis zum Siedepunkt erhitzt. In dem aufsteigenden Dampf wird die zu lötende Baugruppe eingebracht. Um die einzelnen Bauteile kondensiert der Dampf und bildet einen geschlossenen Flüssigkeitsfilm. Dabei wird die Energie des Flüssigkeitsfilms auf die Bauteile übertragen und der Lötprozess in Gang gesetzt. Diese Übertragung wird über das Lötprofil geregelt, in dem die Dampfmenge, die Menge der zu kondensierenden Flüssigkeit sowie die zu übertragende Wärmemenge gesteuert wird. „Es können nahezu grenzenlos viele Lötprofile eingesetzt werden, wodurch der Anwender eine große Flexibilität erhält. Diese wird umso größer, da der Aufheizvorgang der Baugruppe völlig unabhängig von Form oder Layout der Leiterplatte ist“, erklärt Wolff. Auch hier spielt die Software eine entscheidende Rolle. Lötprofile können mit nur fünf Eingaben anhand von vorgegebenen Sollwerten definiert werden. Das Lötprofil und die dazugehörigen Maschinenparameter werden automatisch erstellt und gesteuert.

Den Markt sensibilisieren

Beide Unternehmen haben eine gemeinsame Website eingerichtet, um die Elektronikindustrie auf die neuen Möglichkeiten aufmerksam zu machen, Kleinserien zu fertigen. Die Technik steht zur Verfügung, jetzt ist es am Markt, sie nutzenstiftend einzusetzen.