Absolute Qualität in LED

Diese vielfältigen Anforderungen und Überlegungen haben Herkules-Resotec dazu bewogen, in einen Reflowofen mit Vakuumlötkammer zu investieren: die Ersa EXOS 10/26 mit elf konventionellen Heizzonen (Ober- und Unterseite), drei Heizungskreisen für die Vakuumkammer und vier Kühlzonen (Ober- und Unterseite). Überzeugt hat die modular aufgebaute Anlage durch mehrere bemerkenswerte Features, unter anderem das viersegmentige Transportsystem mit Einlauf, Vorheizzone mit Peak-Zone, Vakuummodul und Kühlmodul mit jeweils eigenem Transport.
Auch die mittelwelligen Strahler im Vakuumprozess überzeugten, mit denen sich optimale, stabile Temperaturprofile erzielen lassen – die Wärmeübertragung der EXOS, basierend auf einer technischen Weiterentwicklung der bewährten Ersa Mulitjet-Konvektionstechnologie, garantiert ein minimales ΔT mit geringstmöglichem Energieaufwand. In der Vakuumkammer selbst kommt ein stabiler, leicht wechselbarer Rollentransport zum Einsatz, der ohne Schmiermittel auskommt – beste Voraussetzungen für einen wartungsarmen Transport und null Schmiermittelniederschlag auf der Baugruppe während des Vakuumprozesses.

Die Entscheidung für das Ersa Reflowsystem ist demnach komplett nachvollziehbar, zudem stammt nahezu die gesamte Löttechnik der Elektronikfertigung bei Herkules-Resotec aus dem Hause Ersa – los ging es mit einer Wellenlötanlage vom Typ EWS 330, bevor ab 2004 Anlagen aus der HOTFLOW 2 Serie geordert und installiert wurden. Ab 2014 folgte im 2-Jahres-Takt je eine HOTFLOW 3/14, bevor die EXOS 10/26 den Herkules-Resotec-Maschinenpark erweiterte. „Durch die langjährige Zusammenarbeit und vertrauensvolle Partnerschaft über inzwischen 20 Jahre hat sich ein hohes Know-how-Potenzial zwischen den beiden Häusern entwickelt und die Entscheidung zugunsten der neuen Ersa EXOS Vakuum-Reflowlötanlage fiel uns leicht“, sagt Ulrich Jonas, weiterer Geschäftsführer im Managementtrio von Herkules-Resotec. Dank intelligenter Features – allen voran die Vakuumkammer als Bestandteil des Peak-Prozessbereiches – lässt sich mit der Ersa EXOS 10/26 besonders wirtschaftlich „void-free“ produzieren. Bei einer darauf produzierten LED-Baugruppe konnte die Voidrate von vorher 8,5% (größter einzelner Void: 2,2%) auf dann beeindruckende 0,5% (größter einzelner Void: 0,3%) gesenkt werden.

Als Pilotanwender hatte Herkules-Resotec entscheidenden Anteil an der Entwicklung des Reflowofens und lieferte aus Betreibersicht wichtige Hinweise zu Produktivität, Traceability, Service und Wartung. Konkret bedeutet das mit Blick auf die Produktivität, dass Herkules-Resotec großen Wert legt auf eine flexible Auslastung der Produktionslinien. Das heißt, die Vakuumlötanlage muss auch für den klassischen Reflowprozess geeignet sein und den gleichen Durchsatz erreichen. Bei Betrieb mit Vakuumkammer verlängert sich die Prozesszeit, was durch die längere Ausführung des Ofenmodells im Vergleich zu den anderen Reflowöfen bei Herkules-Resotec kompensiert wird. Zudem ist entscheidend, welches Vakuumlevel erreicht werden soll – je höher dieses ausfällt, desto geringer ist die Voidrate. Durch verschiedene Versuchsreihen wurden Daten generiert, um für das jeweilige Produkt individuell optimale Ergebnisse zu erzielen. Zudem punktet die EXOS 10/26 mit großer Wartungsfreundlichkeit: Die gesamte Vakuumeinheit mit Pumpe, Filtern und Ventilen ist größtenteils in den Maschinenraum integriert, so dass der zusätzlich benötigte Footprint weniger als 2 m2 ausmacht – anstehende Wartungsarbeiten können bequem außerhalb der Elektronikproduktion erfolgen, da die komplette Einheit auf einem separaten, beweglichen Modul montiert ist, das sich per Schnellverschlüssen einfach aus der Anlage fahren lässt. Stillstandzeiten sinken so auf ein absolut notwendiges Minimum.

Absolutes Muss für Herkules-Resotec war zudem das Thema Traceability – mittels Management Execution System (MES) wird eine Rückverfolgbarkeit bis auf Bauteilebene und bis hin zu den verwendeten Prozessparametern möglich. Bei der EXOS zählen neben den Temperaturen der Ofenzonen auch das erreichte Vakuumlevel sowie die eingesetzten Prozesszeiten dazu – all diese Daten werden an der vorgesehenen MES-Datenschnittstelle bereitgestellt. Weitere wichtige Anforderung an die Datengenerierung war die Predictive Maintenance, bei der sich die Wartungsintervalle an den Durchsatz und die Leistung des Reflowofens anpassen. Wie ein PKW, der seinen Fahrer auf einen nötigen Ölwechsel hinweist, funktioniert auch die EXOS: Die Anlage „weiß“ genau, wie lange die Vakuumpumpe aktiv war und gibt eine Meldung ab, wenn ein Ölwechsel ansteht. Hier geht es weniger darum, Kosten zu vermeiden, als vielmehr einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.

„Für unseren dreischichtigen Betrieb ist eine hohe Anlagenverfügbarkeit zwingend. Service und Wartung haben einen hohen Stellenwert. Hier haben wir gemeinsam mit Ersa im Zuge der neunmonatigen Erprobung zahlreiche Optimierungen durchgeführt – unter anderem dass die regelmäßig zu reinigenden Elemente auch in die vorhandene Waschanlage passen“, sagt Geschäftsführer Günter Reginka, der wie sein gesamtes Elektronikfertigungsteam rundum zufrieden ist mit dem inzwischen sechsten installierten Ersa Lötsystem. „Das EXOS Projekt zwischen Herkules-Resotec und Ersa hat einmal mehr gezeigt, wie wertvoll eine solche langjährige Partnerschaft ist – wir bedanken uns ausdrücklich beim Herkules-Resotec-Team für die erfolgreiche Realisierung, von der sicher viele weitere Kunden profitieren werden“, resümierte Ersa Gesamtvertriebsleiter Rainer Krauss zum Ende eines bemerkenswerten bilateralen Projektes.