Ersa EXOS 10/26 – How to avoid voids!

Die Beheizung der Vakuumkammer erfolgt über Heizungsregelkreise, jeweils im Kammerdeckel und Kammerboden. Diese sind in bestimmten zulässigen Temperaturbereichen individuell einstellbar. Zusätzlich verfügt die Vakuumkammer über eine autarke, mittelwellige Strahlerheizung, die diverse Vorteile bietet. Grundsätzlich ist die Vakuumkammer eine sehr große thermische Masse, was zum einen thermische Stabilität während des Löt- und Vakuumprozesses garantiert, zum anderen aber die Änderung des Temperaturniveaus in diesem Bereich erschwert. So kann beispielsweise mit Hilfe der Heizungsregelkreise in Kammerboden und Kammerdeckel ein energetisches Grundniveau hergestellt werden und in Ergänzung mit der mittelwelligen Heizung wird das Profil realisiert. Beim Profilwechsel kann also nur die mittelwellige Heizung angepasst werden, die Wechselzeiten verkürzen sich so deutlich. Weiter kann generell mit einem niedrigeren Temperaturniveau in Kammerdeckel und Kammerboden gearbeitet werden, was der Lebensdauer aller in diesem Bereich vorhandenen Bauteile wie Lager, Dichtungen oder  Schweißnähten deutlich entgegenkommt. Die beschriebene Lösung bietet maximale Flexibilität in der Profilgestaltung. Bei der Konstruktion der Heizung haben die Ersa Ingenieure wie bei allen neu designten Komponenten auf eine bestmögliche Kombination von Funktionalität, Prozessstabilität und Lebensdauer geachtet. Der Kundennutzen bzw. die Generierung von Mehrwerten für den Kunden stehen stets im Vordergrund.

Die Vakuumparameter wie das Zieldruckniveau und die Haltezeit des Zieldruckniveaus lassen sich separat steuern und sind somit baugruppenspezifisch in den Reflow-Prozess integrierbar. Durchlichtsensoren überwachen den Ein- und Auslaufbereich der Vakuumkammer und sorgen damit für höchste Prozesssicherheit. So kann sichergestellt werden, dass sich keine Baugruppe im Bewegungsbereich des Kammerdeckels befindet. Die Sensoren hierfür sind eigens für die Ersa EXOS Vakuumanwendung entwickelt. Die Antriebe zum Öffnen und Schließen der Kammer sind in den oberen Teil des Prozesstunnels integriert und dadurch leicht für Instandhaltungsarbeiten zugänglich.

Die gesamte Vakuumeinheit mit Pumpe, Filtern und Ventilen wurde größtenteils in den Maschinenrahmen der EXOS integriert, so dass der zusätzliche Footprint sehr klein ausfällt (kleiner 2 m²). Wartungsarbeiten können bequem außerhalb der Elektronikproduktion erfolgen, denn die komplette Einheit ist auf einem separaten und beweglichen Modul montiert, das dank Schnellverschlüssen einfach aus der Anlage gefahren werden kann. Stillstandzeiten werden so auf das absolut notwendige Minimum reduziert bzw. die Maschinenverfügbarkeit wird enorm gesteigert, denn alle Komponenten sind auf diese Art schnell und bequem erreichbar.

Weiteres Highlight der modularen EXOS ist das in vier Segmente aufgeteilte Transportsystem. Einlauf, Vorheizzone mit Peakzone, Vakuummodul sowie die Kühlzone verfügen jeweils über einen eigenen Transport. Durch den separaten Transport im Einlaufbereich kann auf ein externes Eingabemodul verzichtet werden. Der optionale Doppelspurtransport (für Leiterplattenformat bis 400 x 280 mm) ermöglicht maximalen Durchsatz bei optimaler Leiterplattenführung, perfekter Synchronisierung und idealen Übergängen. Das integrierte Einlaufmodul gewährleistet die simultane Beladung der EXOS mit Baugruppen auf beiden Spuren, damit diese zeitgleich in der Vakuumkammer ankommen. Dank dynamischer Transportgeschwindigkeit im Kühlmodul verlassen die Baugruppen die Anlage mit einer noch geringeren Temperatur, Wartezeiten für die Weiterverarbeitung entfallen. Für den Transport stehen unterschiedliche Kettentypen zur Verfügung, so dass unterschiedliche Anforderungen an Randauflage und Gewicht der Baugruppen realisierbar sind.

In der Vakuumkammer wird auf einen stabilen, leicht wechselbaren Rollentransport gesetzt, der zudem ohne Schmiermittel auskommt. Dadurch wurde einerseits eine extrem wartungsarme Transportart gewählt, andererseits besteht keine Gefahr von Schmiermittelniederschlag auf der Baugruppe während des Vakuumprozesses.

Wenn beim Vakuum-Reflowlöten eine deutliche Erhöhung der Zuverlässigkeit von Lötstellen durch geringste Voidraten in Verbindung mit mehr Anlagenflexibilität gefordert ist, liefert die Ersa EXOS die perfekt passende Antwort!