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Donnerstag, 26 November 2020 13:00

Zweitägiges Technologieforum bei Ersa

von Gustl Keller
Geschätzte Lesezeit: 4 - 7 Minuten
Das neue Ersa Werk 2 (Teilansicht) Das neue Ersa Werk 2 (Teilansicht)

Vorträge und Live-Demos zur Prozesskette der Elektronikfertigung gab es beim Technologieforum der Ersa GmbH, das Ende September in Wertheim stattfand. Gesamtvertriebsleiter Rainer Krauss moderierte die Veranstaltung, an der insgesamt rund 120 Kunden, Geschäftspartner und Interessenten teilgenommen haben.

Nach dem Lockdown Mitte März war das Event eine der ersten Gelegenheiten, bei der Fachleute aus der Elektronikproduktion und deren Umfeld wieder zusammenkommen und sich direkt austauschen konnten. Das wurde als wichtiges Signal für alle und als ein Schritt zurück zur Normalität empfunden. Die Veranstaltung fand unter Einhaltung eines strengen Hygienekonzepts statt, das schon beim Empfang mit der Registrierung inklusive Fieberkontrolle in einem separaten Zelt auf der eigens dafür für den Verkehr gesperrten Straße begann. Trotzdem genossen sichtlich alle das Technologieforum.Rainer KraussRainer Krauss

„Es ist die erste Veranstaltung in diesem Format für Ersa – und wir haben alles getan, um die Elektronikfertigung mit Drucken, Bestücken, Löten unter Einbindung unserer Geschäftspartner komplett abzubilden. Wir wollten das Beste aus dieser Zeit rausholen und den Dialog mit Ihnen als unseren Kunden und Partnern direkt Auge in Auge führen“, sagte Rainer Krauss. Neben den Fachvorträgen und Live-Exponaten konnten die Teilnehmer im Rahmen von Werksführungen durch das neue Ersa Werk 2 direkt verfolgen, wie die Lötanlagen in modernster Fließtaktfertigung auf Industrie 4.0-Level produziert werden. Eine Etage höher im Customer Care Center, das sonst Kundenabnahmen vorbehalten ist, gab es Live-Vorführungen der Ersa Systeme und Equipment- Präsentationen von Geschäftspartnern u. a. in den Bereichen Bestückung, AOI und Abluftfilterung.

Vortragsreihen in parallelen Sitzungen gedoppelt

Mit der Strategie des Veranstalters, die Vortragsreihen an beiden Tagen in zwei parallelen Sitzungen zu doppeln, war sowohl die Teilnehmeranzahl pro Einzelvortrag reduziert als auch für den einzelnen Teilnehmer eine Vortragsauswahl ohne Qual der Wahl möglich. Denn am zweiten Tag konnte man jene Vortragstermine nachholen, die man am ersten Tag wegen Überschneidungen versäumt hatte. Zum Auftakt gab es jeweils grundlegende Vorträge zum Wellen- bzw. Selektivlöten sowie zum Schablonendruck. Den Abschluss bildeten jeweils Vorträge zum automatisierten Kolbenlöten bzw. zum automatisierten Rework. Dazwischen wurden Themen wie die Digitalisierung behandelt.Bei der Werksführung erläuterte  Fertigungsleiter Lutz, wie die Taktfertigung der Lötanlagen funktioniertBei der Werksführung erläuterte Fertigungsleiter Lutz, wie die Taktfertigung der Lötanlagen funktioniert

Unter dem Titel ,Selektiv- und Wellenlöten: Höchste Flexibilität für jede Anforderung' wurden von Stefan Wurster die THT-Lötprozesse vorgestellt. Bei diesen erfolgt die Energieübertragung im Wesentlichen durch Kontakt der Lötstelle mit flüssigem Lot. Das Zusammenspiel der relevanten Prozessparameter (Lottemperatur, Benetzungszeit, Lötwellenhöhe, Lötdüsendurchmesser) und die Randbedingungen an einer Lötstelle (Lötwärmebedarf, -beständigkeit, Wärmekapazität, Benetzbarkeit und Layout) wurden erörtert, ebenso der definierte Flussmittelauftrag im Rahmen eines No-Clean-Prozesses. Ziel des Wellen- bzw. Selektivlötprozesses ist ein 100 %-iger Lotdurchstieg und gleichzeitig das Vermeiden von Lotbrücken – etwa zwischen den Pins von Steckerleisten. Die vielfältigen Möglichkeiten moderner, modular aufgebauter Wellen- und Selektivlötsysteme bieten dem Anwender eine effektive und flexible Lösung, um unterschiedlichste Applikationen sicher zu löten.

Damit in der Fertigung kleinere Probleme im Lauf der einzelnen Prozessschritte nicht zu größeren Schwierigkeiten werden, sind zahlreiche Einflussgrößen zu beachten – etwa Leiterplatte, Bauteile, Prozess, eingesetzte Anlagen und das Umfeld. Wolfram Hübsch erläuterte im Vortrag ,100 % First Pass Yield beginnt im Schablonendruck mit Versaprint 3D-SPI', dass sich v. a. eine nähere Betrachtung des Druckprozesses lohnt, da dessen Fehlerpotentiale im SMT-Prozess fast zwei Drittel betragen. Mögliche Verbesserungen können realisiert werden bei Equipment (Prozesszeiten, Toleranzen), Prozess (Rakelparameter, Reinigung, Inspektion), Material (Leiterplatte, Lotpaste, Schablone) und Umwelt (ESD, Bediener). Mit Blick auf das heutige umfangreiche Bauteilspektrum ist die vollflächige 3D-Inspektion mittlerweile als Standard gesetzt – gerade bei der Volumenbestimmung von sehr kleinen Pads. Der perfekte Schablonendruck sollte exakt geformte, scharfkantige, ebene und im Volumen konstante Lotdepots erzeugen. Eine mehr als 90 % bedruckte Fläche gilt noch als einwandfrei, eine mehr als 70 % bedruckte als ausreichend. Bei weniger als der Hälfte bedruckt ist das Ergebnis nicht akzeptabel. Neben Hinweisen zur Vermeidung von Grabsteinen, Lotperlen und Poren (Voids) wurden mögliche Leiterplattenprobleme angesprochen, z. B. unebene Padoberfläche, zu hoher Lötstopplack, gebogene oder gedehnte Leiterplatten, ausgefranste Kanten, Farb- und Oberflächenveränderungen. Mit smarten, cloud-basierten Drucksystemen auf modularer Basis lassen sich prozessrelevante Anlagenparameter so überwachen, dass die Null-Fehler-Fertigung in greifbare Nähe rückt.

Im Vortrag ,Industrie 4.0: Ready für die digitale Zukunft mit Kurtz Ersa Connect' präsentierte Nicolas Bartschat eine zentrale Gateway-Lösung für die Digitalisierung der Elektronikproduktion, die von Einstiegslösungen – sogenannten ‚Quick Wins' – bis zur komplett vernetzten Fertigung reicht. Diese durchgängige Hardware- und Software-Infrastruktur beinhaltet u. a. folgende Features: intelligentes Ticketsystem, Maschinenmonitoring, Remote Service, digitale Maschinendatenbank, E-Learning und OEE-Dashboard. Bei der Anbindung von Produktionsanlagen an ein Manufacturing Execution System (MES) werden branchenbewährte Industriestandards eingesetzt, um größtmögliche Sicherheit, Transparenz und Zukunftssicherheit zu gewährleisten.

Rainer Krauss und Marcel Buck informierten über die ,Key Solutions für die THT-Elektronikfertigung'. Darunter waren Quality-Check-Lösungen, Pick-and-Place-Handling und Lötanlagen-Peripherien wie Hub-, Senk- oder Drehstation, Höhenausgleichsmodul sowie Transportstrecken und Inline- wie Offline-Arbeitsplätze. Zudem wurden mehrere Best-Practice-Lösungen im Bereich Automatisierung einschließlich Roboter-Handling vorgestellt.Personen Uebersicht PLUS 11 2020

Im Vortrag ,Void-free Vakuumlöten für Zukunftsanwendungen: 5G. E-Mobilität. LED-Leuchtentechnologie. Hochstromtechnologie' wurde über das Reflowlöten mit Vakuumkammer informiert. Damit lässt sich durch das Vermeiden von Porenbildung (Voiding) die Lötqualität weiter in Richtung perfekt verschieben. Dies beginnt bereits vor dem Lötprozess durch aufeinander aufbauende Schritte wie Layout der Leiterplatte und Druck der Lotpaste sowie die Bestückung. Nach dem Lötprozess erfolgt eine Qualitätsbeurteilung durch Röntgen oder AOI. Relevant für das Lötergebnis sind die Qualität von Leiterplatte und Lotpaste sowie der zu bestückenden Bauteile. Die homogene Wärmeübertragung in der Reflowlötanlage ist einer der entscheidenden Faktoren – aber auch weitere Randbedingungen beeinflussen den Lötprozess, etwa die Spezifikation von Bauteilen und Leiterplatte, Stabilität der Baugruppe (Aufbau, Design, Nutzengestaltung) und einzuhaltende Standards. Ein optimales Reflow-Soll-Profil besteht aus den Zonen Vorheizung, Peak und Kühlung – mit wichtigen Prozessparametern wie Temperaturprofil, Volumenstrom, Transportgeschwindigkeit für hohen Durchsatz, Kühlung, Prozessgas und Mittenunterstützung, die ein Durchbiegen der Leiterplatte verhindert, um insgesamt über die gesamte Baugruppe möglichst geringe Temperaturunterschiede (kleines ΔT) zu erreichen. Hier empfiehlt sich der Einsatz eines Messsystems, das den Reflow-Durchlauf aufzeichnet und die Temperaturen an Lötstellen und an Bauteilgehäusen misst.Auch bei Vorträgen mit vielen Teilnehmern gab es kein Problem mit dem MindestabstandAuch bei Vorträgen mit vielen Teilnehmern gab es kein Problem mit dem Mindestabstand

Auch der Bereich Ersa Elektronikwerkzeuge präsentierte in Vorträgen Lösungen für Handlöten, Rework und Inspektion. Im Vortrag ,Handlöten & Lötrauchabsaugung – sichere manuelle Prozesse und Gesundheitsprävention am Arbeitsplatz' erläuterte Ralf Walk, was heute hierzu verfügbar ist. Darunter findet sich mit i-CON Vario 4 ein praktisch perfekter Lötarbeitsplatz. Denn diese Löt- und Entlötstation ist zum Anschluss und gleichzeitigen Betrieb eines i-TOOL AIR S und drei weiterer Kontaktwärme-Lötwerkzeuge konzipiert.

Über ,Automatisiertes Kolbenlöten mit dem SolderSmart – wiederholbar und zuverlässig' informierte Manfred Wolff. Der Ersa SolderSmart SR 500 arbeitet mit dem leistungsstarken, tausendfach bewährten i-TOOL. Seine Heizleistung von 150 W ermöglicht zügige Lötprozesse bei stabiler Löttemperatur und den Einsatz unterschiedlicher Lötspitzen (ab 0,4 mm bis zu 5 mm). Weitere Highlights sind eine automatische Lötspitzenausmessung (Höhe), Punkt- und Linienlöten, Fließlöten mit vorbeloteter Lötspitze, elektrischer Lötkolbenvorschub, automatisches Laden der Lötprogramme mit optionalem Handscanner und vollständige Prozessüberwachung. So ist ein punktgenaues, automatisches Kolbenlöten mit höchster Präzision realisierbar.Ausstellung der kompletten Ersa Produktpalette ergänzt mit Equipment von PartnerfirmenAusstellung der kompletten Ersa Produktpalette ergänzt mit Equipment von Partnerfirmen

Zudem wurden im Vortrag ,Automatisiertes Rework – ultimative Flexibilität von 01005 bis Big Boards' Systeme vorgestellt, mit denen von kleinsten Chip-Komponenten und Leiterplatten mit Abmessungen von 150 x 150 mm bis hin zu großen Komponenten von 60 x 60 mm und Leiterplatten mit Formaten bis zu 625 x 1250 mm alles sicher und reproduzierbar bearbeitet werden kann. Damit wird auch eine automatische Reparatur ermöglicht. Sämtliche Teilnehmer äußerten sich positiv über das kombinierte Format von Technologieforum und Hausmesse, so dass eine Wiederholung im nächsten Jahr – dann hoffentlich ohne Corona-Einschränkungen – beschlossene Sache ist.

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