Die Chancen der europäischen Elektronikfertigung liegen in der individuellen, bedarfsorientierten Fertigung kundenspezifischer Produkte – produziert unter effizienten Kostenstrukturen. Dabei garantieren standardisierte High-Tech-Module -integriert in unterschiedlichste Anlagen konzepte und skalierbar vom Flaggschiff bis hinunter zum Einsteigersystem- höchstes Qualitätsniveau und Wettbewerbsfähigkeit.

Advertorial | Erschienen in EPP 1/2 2020
Autor: Jürgen Friedrich

Die Chancen der europäischen Elektronikfertigung liegen in der individuellen, bedarfsorientierten Fertigung kundenspezifischer Produkte – produziert unter effizienten Kostenstrukturen. Dabei garantieren standardisierte High-Tech-Module -integriert in unterschiedlichste Anlagen konzepte und skalierbar vom Flaggschiff bis hinunter zum Einsteigersystem- höchstes Qualitätsniveau und Wettbewerbsfähigkeit.

Mit modernen Fertigungskonzepten wie „Lean Production“, Inselfertigungen und flexiblen Fertigungslinien haben die Hersteller effektive Werkzeuge, um sich erfolgreich dem Wettbewerb zu stellen. Ein wichtiger Teil dieser Konzepte ist das Fertigungsequipment, das sich ebenso flexibel in Fertigungskonzepte einfügen muss. Daraus leitet sich für Hersteller von Anlagen und Systemen die Herausforderung ab, mit Standardmodulen Systeme aufzubauen, die Standardprozesse garantieren, dabei in ihrem Aufbau aber hochflexibel und kostengünstig produziert werden können und niedrige Betriebskosten garantieren.

Attraktive Marktsegmente in Europa sind nach wie vor Industrie und Automobilindustrie, die seit geraumer Zeit durch aktuelle Entwicklungen in den Bereichen Digitalisierung, Elektromobilität mit Ladeinfrastruktur und neuen Mobilfunkstandards wie 5G neue interessante Zukunftsmärke erschließen. In dem Maß, wie die Elektromobilität immer mehr Fahrt aufnimmt, gewinnen auch Elektroantriebe in anderen Bereichen des Alltags zunehmend an Bedeutung: Ob Automobil, Scooter, E-Bikes, Werkzeuge oder Outdoor-Equipment – ohne Akkus läuft immer weniger. Diese Marktsegmente erfordern individuelle Systeme für praktisch alle Aufgaben, die eine sichere Verbindung von allen nur denkbaren Komponenten und Baugruppen erfordern.

Prozesseffiziente Lösungen für die Elektronikfertigung

Die Antriebstechnik für all diese Anwendungen ist ein weites Spielfeld für Leistungselektronik jedweder Art. Um hohe Leistungen und Ströme auf den Leiterplatten sicher zu führen, sind Multilayer mit bis zu vier Innenlagen mit jeweils 400 µm Kupfer verfügbar. 5G-Applikationen benötigen prozesseffiziente Lösungen für die Elektronikfertigung, um Bauteile und Leiterplatten unterschiedlichster Form und Größe sicher zu verbinden. Beim Selektivlöten sind die Leiterplattenformate bis zu 610 x 3.000 mm groß. Für das Wellenlöten liegen die Anforderungen an die LP-Formate bei max. 610 x 850 mm, beim Reflowlöten betragen sie 610 x 1.200 mm.

Energieeffizient, ressourcenschonend: Reflowlöten mit Ersa

Das Konvektions-Reflowlöten stellt heute die bevorzugte Verbindungstechnik in der Oberflächenmontagetechnik elektronischer Baugruppen dar. Sie allein ist in Kombination mit der Bauteilentwicklung imstande, die unaufhaltsam wachsende Integrationsdichte unter anderen in mobilen Geräten zu gewährleisten. Doch auch in klassischen Bereichen wie etwa der Leistungselektronik findet zunehmend eine Transformation von THT-Bauteilen hin zur Surface-Mount-Technologie statt. Ersa bietet hier mit seinen Reflowlötanlagen seit Jahren den Industriestandard für wirtschaftliches, energieeffizientes Reflowlöten – für Furore sorgte die im Herbst auf der productronica vorgestellte EXOS Vakuum-Reflowlötanlage EXOS 10/26 mit schmiermittelfreiem Rollentransport im Vakuummodul.

Von Rework bis IoT

Bedingt durch die hohen Herstellkosten der erwähnten Baugruppen wird auch das Thema Rework von SMDs immer interessanter für Hersteller. In diesem Sektor reicht das Spektrum der Bauteile von winzigen Chips (01005) bis zu BGA-Komponenten mit 120 x 120 mm Kantenlänge und ca. 9.000 Anschlussballs. Das IoT hingegen stellt gänzlich andere Anforderungen an elektronische Baugruppen, die im direkten Vergleich mit den obigen Anforderungen eher als einfach einzustufen sind. Zehn Lagen Multilayer für mobile IoT-Anwendungen und daumennagelgroße Sensorik sind in Dicken von 0,5 mm mit einem Line-Space von 100 µm heute als Standard erhältlich. Die Löttechnik ist in dem Fall eher als sekundär zu betrachten, primär stellt hier der Lotpastendruck sehr hohe Anforderungen an Druckqualität und Inspektion.

Standardmodule für weites Einsatzspektrum

Getrieben durch die spezifischen Anforderungen der beschriebenen Arten von elektronischen Baugruppen reicht das Spektrum der Lötstellen im SMT- und THT-Bereich von anspruchslos bin zu sehr anspruchsvoll. Der Grund dafür: der große Unterschied der Wärmekapazitäten der einzelnen Lötstellen. Im THT-Bereich spannt sich der Bogen beispielsweise von Steckern mit 1,27-mm-Raster bis zu lötbaren Klemmen für Kabelquerschnitte mit 95 mm² in der Leistungselektronik. In dem Zusammenhang wird von vielen Herstellern der Wunsch nach Standard-Massenlötprozessen für SMT und THT geäußert. Diese Prozesse sind qualifiziert und etabliert, das Personal in den Fertigungen damit vertraut. Hieraus entsteht die Forderung an die Hersteller der Fertigungsanlagen, diese unterschiedlichsten Applikationen mit Standardmodulen in ihren Anlagen zu lösen. Die Realisierung dieser komplexen Aufgabe ist von Ersa vorbildlich umgesetzt.

In allen Anlagentypen der Massenlöttechnik kommen die gleichen Module wie Fluxer, Vorheizkassetten, Lötaggregate oder Konvektionsmodule zum Einsatz. Die Kombination und Ausbaufähigkeit einzelner Maschinen-Baureihen auf Basis dieser Standardmodule ermöglicht die Konfiguration von Reflow-, Wellen- und Selektivlötanlagen wie auch Reflow- und Reworklötsystemen mit einem sehr weiten Einsatzspektrum. Die hohe Flexibilität im Anlagenbau stellt für jede Applikation eine flexible Lösung zur Verfügung. Die langjährige Erfahrung von Ersa garantiert hierbei einen effektiven, wirtschaftlichen Betrieb bei hoher Verfügbarkeit der Systeme.

Zum Vortrag

Der Vortrag veranschaulicht anhand von Beispielen, wie sich durch Standardisierung von Anlagen-Baugruppen und deren intelligenter Kombination in Form von Modulen, Fertigungseinrichtungen an unterschiedlichste Bedürfnisse anpassen lassen. Die Hersteller von Produktionsanlagen und -systemen gehen damit in Vorleistung, um der heimischen Industrie Fertigungsequipment an die Hand zu geben, mit dem sie flexibel auf die Anforderungen der Märkte und Kunden reagieren und dennoch ihre Wettbewerbsfähigkeit ausbauen können.

Referent

Jürgen Friedrich studierte an der Fachhochschule Aalen Maschinenbau und Elektronik. Seit 1998 ist er bei Ersa und verantwortet die Anwendungstechnologie. In enger Zusammenarbeit mit Kunden und wissenschaftlichen Instituten erarbeitet er Lösungen für anspruchsvolle Verbindungsaufgaben, betreut Forschungsprojekte und leistet Prozessunterstützung in Fragen der Weichlöttechnologie. Schulungen zur Löttechnik sowie Präsentationen und Seminare auf internationalen Veranstaltungen runden sein Tätigkeitsfeld ab. Seit 2014 leitet Jürgen Friedrich die zertifizierte AVLE-Kursstätte für Schulungen in der Löttechnik. Friedrich ist zertifizierter Trainer für IPC-A-610 und Mitglied in verschiedenen Arbeitskreisen zur bleifreien Löttechnik, im DKE K 682 sowie verschiedenen Ausschüssen und Gremien des DVS sowie dem VDMA.

friedrich
JÜRGEN FRIEDRICH
Leiter Anwendungstechnik

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