Am 18. November 2021 feiert Ersa 100-jähriges Bestehen auf der Productronica – dafür gibt es keinen besseren Zeitpunkt als die Weltleitmesse für die Elektronikfertigung in München. Mit dem ersten elektrischen Lötkolben hatte Ernst Sachs das industrielle Löten und damit eine Branche begründet, ohne die unsere heutige digital geprägte Welt undenkbar wäre. Unter dem Motto „Yesterday, Tomorrow and Beyond!“ blickt Ersa zurück auf ein Jahrhundert…

Am 18. November 2021 feiert Ersa 100-jähriges Bestehen auf der Productronica – dafür gibt es keinen besseren Zeitpunkt als die Weltleitmesse für die Elektronikfertigung in München. Mit dem ersten elektrischen Lötkolben hatte Ernst Sachs das industrielle Löten und damit eine Branche begründet, ohne die unsere heutige digital geprägte Welt undenkbar wäre. Unter dem Motto „Yesterday, Tomorrow and Beyond!“ blickt Ersa zurück auf ein Jahrhundert, in dem das Unternehmen die Branche regelmäßig mit Innovationen revolutioniert hat. Zugleich schaut man nach vorn, verbindet Tradition mit Aufbruch, die erfolgreiche Gegenwart mit einer lebenswerten Zukunft, Pionierleistung mit Megatrends und Werte mit Visionen. Bitte einsteigen zu einer Reise durch die Zeit von gestern bis heute und morgen.

Sprung zurück ins Jahr 1921, an den Beginn des Zeitalters der Elektrotechnik: Als Ernst Sachs den ersten elektrischen Lötkolben am 08.07.1921 zum Patent anmeldete und sein Unternehmen Ersa am 18.11.1921 in Berlin gründete, war er in bester Gesellschaft – große Elektro-Pioniere wie Siemens und Bosch waren schon jahrelang aktiv, die „Elektrifizierung der Welt“ ging mit großen Schritten voran. Im gleichen Jahr gründete Bosch seine Autowerkstätten, Max Braun startete in Frankfurt am Main sein gleichnamiges Elektrogeräte-Unternehmen, das bis heute prägenden Einfluss auf Technik und Design in der Branche hat. In den ersten Jahren nach der Patentanmeldung machte Ernst Sachs gute Geschäfte mit dem H1-Lötkolben. Grundlegende Erfindungen aus dieser Zeit, etwa der Schutzkontakt-Stecker („Schuko“), förderten die internationale Verbreitung der neuen Ersa Standardlötkolben. Mit dem Neuanfang in Wertheim nach Ende des Zweiten Weltkriegs nahm das Innovationstempo Fahrt auf: 1947 wurde die Urversion des Ersa 30 Lötkolbens auf der ersten Export-Messe in Hannover vorgestellt, in den 1950ern folgten die ersten leistungsgestellten Ersa Lötkolben, die bei den neuen Bauteilen und Schaltungen mit variablen Temperaturen gute Lötergebnisse ohne Lötfehler erzielten.

Der wirtschaftliche Aufschwung der Nachkriegszeit war verknüpft mit einem steigenden Bedarf an Unterhaltungselektronik wie Rundfunkempfänger, Tonbandgeräte, Fernsehgeräte. Mit Beginn der 1950er Jahre stiegen Nachfrage und Stückzahlen so rasant, dass der manuelle Aufbau elektronischer Geräte wirtschaftlich an seine Grenzen stieß. In dieser Situation erinnerte sich die Industrie an Paul Eisler, der bereits 1943 die Leiterplatte zum Patent angemeldet hatte (GB639178). Bis heute basieren modernste Leiterplatten auf seiner Erfindung. Die Einführung der Leiterplatte in die Elektronikproduktion in den frühen 1950ern ermöglichte die schnelle, reproduzierbare Herstellung elektronischer Baugruppen in hohen Stückzahlen. Das Verlöten bedrahteter Bauteile erfolgte zunächst weiter manuell. Mit steigender Zahl von Bauteilen auf den Baugruppen entpuppte sich der manuelle Lötprozess jedoch als zeitintensives Nadelöhr in den Fertigungen.

Revolution in der Elektronikfertigung

Diese Herausforderung löste die englische Firma Fry´s Metals Ltd durch die Erfindung der Lötwelle im Jahr 1955, die 1958 das Patent erhielt (GB798701) – und eine Revolution in der Elektronikfertigung einleitete, indem sie eine effiziente, wirtschaftliche Massenproduktion von Leiterplatten ermöglichte. Bis heute ist dieser Ansatz das Fundament aller Wellenlötanlagen: Mit einer Pumpe wird flüssiges Weichlot in einem Tiegel so umgewälzt, dass eine Düse einen langen schmalen Lotschwall in Form einer Welle erzeugt. Die Düse ist wenige Zentimeter über dem Lotniveau des Tiegels angeordnet. Transportiert man die Baugruppen über diesen Lotschwall, benetzt dieser die Unterseite der Leiterplatte, die Lötstellen bilden sich automatisch aus. Auf dieser Technikbasis designten aufstrebende Firmen wie Grundig, Saba oder Nordmende ihre Geräte so, dass eine Fertigung in großen Stückzahlen am Fließband möglich war. Ersa erkannte schnell das Potential dieser Entwicklung und nahm 1961 Flowsolder-Lötanlagen von Fry’s Metals in den Vertrieb auf. 1968 begann die Entwicklung eigener Ersa Lötanlagen, ein entscheidender Meilenstein in der Unternehmensgeschichte. Der ersten Typenreihe EST folgten weitere bekannte Wellenlötsysteme wie MODULINE, ETS, EWS, N-WAVE und schließlich die aktuelle Generation der POWERFLOW, die höchste Flexibilität und hohe Durchsätze unter Schutzgasatmosphäre ermöglicht.

In der Entwicklungsgeschichte der Welle hat Ersa viele Benchmarks gesetzt – automatische Transportsysteme, Doppelwellen-Lötaggregate, programmgesteuerte Lötanlagen, Löten unter Schutzgasatmosphäre und Entwicklungen zum flussmittelfreien Löten wie So-No-Clean sind nur einige Innovationen der Wellenlöttechnik, die auf Ersa zurückgehen. Die heute vom Markt geforderten Formate, die Ersa Wellenlötanlagen verarbeiten müssen, reichen bis 600 x 850 mm – solche Größen werden etwa für Baugruppen benötigt, die beim Aufbau der 5G-Mobilfunk-Infrastruktur benötigt werden. Der Vergleich mit den ersten Lötanlagen von 1968 und der damals üblichen Arbeitsbreite von 100 mm zeigt die rasante Entwicklung der Flachbaugruppen-Fertigung. Auch in der Handlöttechnik ging die Entwicklung weiter: Anfang der 1970er Jahre folgten Produkte wie der Ersa TC 70, ein Lötkolben mit einstellbarer Temperatur, und mit der Ersa TE 50 die erste Ersa Lötstation mit elektronischer Temperaturregelung. Die Elektronikproduktion verlangte nach zuverlässigen, langlebigen Lötstationen mit exakten Temperaturen, denn die zunehmende Verbreitung Integrierter Schaltungen (IC) lösten die diskreten Bauteile ab und waren in der Größe ihrer Anschlüsse noch feiner und temperaturempfindlicher.

SMT läutet Elektronik-Miniaturisierung ein

Ein weiterer Umbruch in der weltweiten Elektronikfertigung war die Etablierung der Oberflächenmontagetechnik (Surface Mount Technology) Anfang bis Mitte der 1980er Jahre. Diese Technologie verzichtet auf die klassischen Bohrungen in der Leiterplatte, durch welche die bedrahteten Bauteile gesteckt und gegenüberliegend verlötet sind. In der SMT erfolgt das Bestücken und Löten auf der gleichen LP-Seite, was die Nutzung von Ober- und Unterseite der Leiterplatte zum Aufbau der Schaltung ermöglicht. Damit begann die erfolgreiche Miniaturisierung elektronischer Geräte, die uns heute in allen Bereichen des täglichen Lebens begegnet. Mit der dynamischen Entwicklung auf dem Gebiet der SMDs (Surface Mount Devices) stieß das Wellenlöten schnell an Grenzen, so dass Ersa auf neue SMT-Fertigungstechnologien und die Entwicklung von Reflowlötanlagen setzte. Anfänglich mit dem Vertrieb von Reflowlötanlagen eines amerikanischen Partners auf Basis von Infrarotstrahlung, ab 1986 entwickelte man jedoch bereits mit der Ersa ERS-Baureihe die erste eigene Reflow-Generation. Diese kombinierte Strahlungs- und Konvektionserwärmung ermöglichte in der Ersa ERS 506 das Löten unter Stickstoff-Atmosphäre. Stetige Weiterentwicklungen und steigende Anforderungen des Marktes führten 1993 zur Einführung der HOTFLOW Vollkonvektions-Lötanlagen, deren nächste Generation Ersa zum 100sten Geburtstag vorstellt. Die EXOS rundet das Produktspektrum im Reflowbereich ab – sie basiert auf der erfolgreichen HOTFLOW Serie, verfügt aber zusätzlich über eine Vakuumkammer. Die Interaktion der schmelzflüssigen Lötstellen mit dem Vakuum führt dazu, dass mögliche Inhomogenitäten in der Lötstelle in Form von Gaseinschlüssen entweichen. Nahezu voidfreie Lötstellen sind die Folge dieses Prozessschrittes – eine zwingende Forderung etwa in der Leistungselektronik, um die erforderliche Wärmeabfuhr von Leistungshalbleitern zu gewährleisten.

Technologieschub für Lötwerkzeuge durch bleifreie Lote

Im Tools-Bereich entstanden zu dieser Zeit weitere Lötstationen mit innenbeheizten, austauschbaren Lötspitzen, einer sensorbasierten Temperaturmessung und -regelung – mit Funktionen zur Senkung von Verschleiß und Energieverbrauch. Zunehmend erweitert wurde das Einsatzgebiet für Handlötwerkzeuge – vom reinen Produktionswerkzeug hin zum Werkzeug für Entwicklung und Prototypenbau, das auch in Nacharbeit und Service zum Einsatz kam. Um die Jahrtausendwende entstanden bei Ersa zwei neue Produktzweige – zum einen die optische Inspektion verdeckter Lötstellen bei den damals noch jungen Ball Grid Arrays (BGA) mit dem neuartigen Video-Endoskop ERSASCOPE, zum anderen die für die BGA-Reparatur unabdingbare Rework-Technik auf Basis kontaktloser Wärmeübertragung mit Infrarotstrahlung. Die heutigen Ersa Hybrid-Reworksysteme der HR-Serie nehmen alles unter die Lupe und erzielen zuverlässig reproduzierbare Qualität – ob eine Bearbeitung kleinster Chips wie 01005 oder automatische Reparatur komplexer Baugruppen bis 625 x 625 mm gefordert ist. Der Platz als Topmodell kommt hier dem HR 600/3P zu, das mit hochgenauem Achssystem, hochauflösenden Kameras und großflächiger 3-Zonen-Infrarot-Untenheizung automatisiert hochpräzises Rework für extrem feine und kleine Bauteile bis 01005 leistet.

Einen Technologieschub verzeichnete Europa mit Lötstationen durch die Einführung bleifreier Lote ab 2006: Auf den steigenden Wärmebedarf der Lötstellen antwortete Ersa mit der i-CON Lötstation und dem 150 Watt starken i-TOOL samt anschließbarer Heizplatte, um die Baugruppe zusätzlich zu erwärmen.

Auf Ersa Maschinenseite wuchs das Produktspektrum in 2007 mit dem VERSAPRINT um die erste Generation des Schablonendruckers, die zehn Jahre darauf mit dem VERSAPRINT 2 die nächste Auflage erhielt – besonderes Highlight: Er ist der einzige Drucker in der Branche mit integrierter 100%-Inspektion in 2D oder 3D (beim Typ Ultra3). Mit „features on demand“ können VERSAPRINT User ihren Drucker individuell ihren Anforderungen anpassen.

Die aktuellen i-CON Lötstationen geben nach und nach das reine Stand-alone-Dasein auf, sind etwa eingebunden in Lötroboter wie den SOLDER SMART und stellen für viele Elektronikhersteller den Industriestandard dar. Ersa bietet mit der i-CON VARIO 4 eine vierkanalige Lötstation an, die dem Nutzer zeitgleich je einen betriebsbereiten Heißluft-Lötkolben, einen Lötkolben sowie eine Entlötpinzette und einen Entlötkolben für THT bereitstellt. Die Station weist den Weg für die nächste Generation von IoT-fähigen Lötstationen mit herausragender Lötperformance, besonders intuitiver Bedienung und vollständiger Datenanbindung.

Selektiver Innovationsschub

Doch noch einmal zurück in die 1990er: Parallel zum SMT-Mainstream war es nach wie vor erforderlich, bedrahtete Bauteile auf bereits reflowgelöteten Baugruppen zu verlöten. Daraus ging die VERSAFLOW Technologie hervor, deren Entwicklung man ab 1996 in Angriff nahm. Damit betrat Ersa Neuland, denn es mussten nun Lötaggregate CNC-gesteuert unterhalb der Baugruppen an den Lötstellen positioniert und individuell per CNC-Programm bearbeitet werden. Die „Expedition“ VERSAFLOW hat sich auf ganzer Linie ausgezahlt: Der Erfolg der seit 2009 gefertigten Maschinengeneration VERSAFLOW 3 ist ablesbar an der Zahl der weltweit installierten Systeme – im September 2021 stand die 1.500ste Anlage bereit zur Auslieferung in Richtung Kunde. Im Bereich Selektivlöten ist Ersa mit der modularen VERSAFLOW Plattform unangefochten Technologie- und Weltmarktführer. Ob kleine Systeme wie die ultrakompakte SMARTFLOW und ECOSELECT für flexible Fertigungsinseln oder High-End-Systeme der VERSAFLOW 3/66 XL zur Produktion 3,0 m langer 5G-Mobilfunk-Antenneneinheiten: Ersa deckt mit seinen Selektivlötanlagen ein weites Feld unterschiedlichster Applikationen der modernen Elektronikfertigung ab – von neuen Mobilitätsformen über smarte Umgebungen für Home, Office und Factory bis hin zu Automatisierung. Die technologische Überlegenheit spiegelt sich dabei in Lösungen wie integrierten AOI-Systemen zur Qualitätssicherung oder den VERSAFLEX Modulen, bei denen zwei Lötaggregate auf getrennten Achssystemen unabhängig voneinander in einem Lötmodul arbeiten.

Mit dem innovativen Industrie 4.0-Ansatz „Kurtz Ersa Connect“ bietet Ersa seinen Kunden eine smarte Lösung an, über die Services, Maschinen und Produktion zentral vernetzt und gesteuert werden können.

Als Systemanbieter realisiert Ersa neben den reinen Systemen und Anlagen auch zunehmend integrierte Automatisierungslösungen aus einer Hand. Zusammen mit der Konzern-Schwester Kurtz Ersa Automation GmbH werden innovative Projekte in enger, perfekt aufeinander abgestimmter Zusammenarbeit umgesetzt, die nachhaltig Effizienz und Produktivität steigern.

Kurtz Ersa als weltweit agierender Konzern mit neun eigenen Demo-Centern, zwölf eigenen Vertriebs- und Service-Niederlassungen sowie Partnern in mehr als 70 Ländern garantiert den Ersa Kunden stets kurze Wege und schnelle Reaktionszeiten. Die verfügbaren Lötsysteme bieten jeweils ein Höchstmaß an Flexibilität, Prozesssicherheit und Qualität. Der Spirit von Ersa – mit einem eingeschworenen Team, das als „ONE FAMILY“ agiert und den Kunden ins Zentrum allen Handelns stellt – schafft die Basis für eine nachhaltige, von Innovationen und Technologie getriebene Zukunft.

Mit Blick auf Megatrends wie Elektrifizierung, Digitalisierung und Automatisierung, die das kommende Jahrzehnt bestimmen und gewiss noch stärker prägen werden, braucht es auf breiter Front ungeheure Mengen perfekt funktionierender Speichermedien als Basis für smarte Anwendungen in Office, Factory und natürlich auch „at home“! Dabei dreht sich die Spirale der Miniaturisierung elektronischer Komponenten und Baugruppen schnell und schneller – nur so können die Winzling-Sensoren entwickelt werden, die unser aller Leben erleichtern. Ersa stellt dafür die passenden Fertigungseinrichtungen bereit, die bereits in der Entwicklung auf Nachhaltigkeit ausgerichtet werden, unter anderem durch deutlich minimierte Wartungszyklen sowie auf Basis höchster Maschinenverfügbarkeit und ganzheitlichen, selbstoptimierenden Prozessen. Ob Ersa Tools, oder Ersa Maschinen – die nächste Generation steht schon in den Startlöchern und wird dem Fachpublikum im November auf der Productronica in München pünktlich zum 100. Geburtstag vorgestellt. Ersa ist dabei stets nah am Kunden mit seinem weltumspannenden Vertriebs- und Service-Netzwerk, das immer in Bewegung ist und auch nachhaltig wächst – etwa durch Eröffnung neuer Repräsentanzen in Zukunftsmärkten wie zuletzt in Vietnam und Indien.
Mit dem Claim „GLOBAL. AHEAD. SUSTAINABLE.“ nimmt der Nr.1-Systemlieferant der Elektronikfertigung die nächsten hundert Jahre in Angriff – bitte einsteigen, wir fahren ab!

rainerkrauss-bolg
Rainer Krauss (li.) & Hansjürgen Bolg
Mitglieder der Ersa Geschäftsleitung

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