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Baugruppenreparatur in der Elektronik

Einfache Handhabung überzeugt Rework-Spezialisten seit Jahren
Baugruppenreparatur in der Elektronik

Die Firma ERSA GmbH hat über die Jahrzehnte seit der Erfindung des elektrischen Lötkolbens im Jahre 1921 immer wieder mit technologischen Neuerungen Aufmerksamkeit erweckt. Heute ist das Unternehmen unter den führenden Herstellern von Lötanlagen und Lötgeräten zu finden – die Elektronikindustrie weltweit vertraut auf diese Systeme.

Jörg Nolte, ERSA, Wertheim

Im Mai 2008 ist ERSA seit nunmehr 10 Jahren in einem besonderen Bereich der Löttechnik, nämlich der Baugruppenreparatur, tätig und mittlerweile eine feste Größe in diesem Gebiet. 1998 wurden die ersten Reworksysteme IR 500 A im Markt eingeführt und haben den Beginn einer erfolgreichen Technik für die Reparatur markiert. Auf Initiative von Mark Cannon, der seinerzeit das Profitcenter Lötwerkzeuge des Herstellers leitete, wurde das IR 500 A mit einem strategischen Entwicklungspartner zur Serienreife gebracht, und feierte schon im Jahr seiner Einführung mit über 300 verkauften Systemen große Erfolge. Die Infrarot-Rework-Systeme unterstützen bei der Reparatur von oberflächenmontierten Bauteilen. Dabei ist es damals wie heute der enge Kundenbezug, der die Systeme lohnenswert für den Wertschöpfungsprozess ihrer Anwender macht.
Kundennähe zahlt sich aus
Dies bestätigt auch Thomas Aumer, einer der Geschäftsführer der ITRAC GmbH in Regenstauf. Als Dienstleistungsunternehmen auf dem Gebiet der Reparatur von Notebook-Mainboards, Embedded-PCB-Systemen und bestückter Platinen aller Art ist es ein junges, aufstrebendes Unternehmen, das sein Kerngeschäft im Bereich der Baugruppenreparatur abbildet. Mittlerweile 30 Mitarbeiter sorgen für die ordentliche Annahme, Analyse, Reparatur und Abwicklung von schadhaften Elektroniken. Dabei blickt man auf eine mehrjährige Nutzung von Rework-Produkten des Wertheimer Herstellers zurück: Angefangen 2004 mit dem IR 500 A sind mittlerweile moderne IR 550 A Reworksysteme im Dienst. Seit Einführung der Ball Grid Array (BGA) Bausteine sind es fehlerhafte Lötstellen und elektrische Defekte an diesen Elementen, die Firmenmitbegründer Aumer als häufigste Ursachen für die erforderliche Reparatur beobachtet. Und dies bei einer tendenziell ansteigenden Zahl von Reparaturfällen.
Genau bei BGA und deren Derivaten kann das IR 550 A auch seine Stärken ausspielen: Einfache Handhabung gepaart mit hoher Prozessgenauigkeit zu einem akzeptablen Preis lassen Aumers Team ein „sehr zufrieden mit dem System“ vergeben. Die vom Hersteller etablierte homogene Infrarotheiztechnik hat seit der Umstellung auf bleifreie Lote immer mehr Anhänger gefunden. Die flexible Heiztechnik und die Temperaturmessung am Bauteil in jedem Prozess mögen Gründe gewesen sein, das Gerät im Unternehmen einzusetzen. Durch seinen kompakten Aufbau kann das Reworksystem effizient eingesetzt werden und bietet laut Aumer darüber hinaus eine weitere, für ein Reparaturdienstleistungsunternehmen extrem wichtige Funktion: die genaue Dokumentation des Lötprozesses. Die Bedien- und Dokumentationssoftware IRSoft protokolliert alle Profileinstellungen und überwacht sowie zeichnet den gesamten Lötvorgang inklusive der Aktionen des Anlagenbedieners auf. Somit kann, wie auch bei seinem großen Bruder, dem IR 650 A jederzeit der Reparaturprozess vollständig dokumentiert werden.
Die Reparaturlötungen müssen den IPC-Standards genügen, um von den Auftraggebern akzeptiert zu werden. Für die Bauteilplatzierung, die bei immer kleiner werdenden Strukturen leicht von der Hand gehen muss, steht auch als nachträgliche Erweiterung das Präzisionsplatzierungssystem PL 550 A zur Verfügung.
Arbeitsweise des Reworksystems
Die Technik, oberflächenmontierte Elektronikbauteile durch mittelwellige Infrarotstrahlung aus- und wieder einzulöten, um damit eine Baugruppe zu reparieren, war so naheliegend wie revolutionär: Ohne Düsen und ohne Luftbewegung wird die Wärmeenergie durch Strahlung von oben und von unten schonend und homogen auf die Platinen übertragen, und die Bauteile so gelötet. Auch schwierige Anwendungen wie metallische Abschirmungen, Kunststoffteile und asymmetrische Bauteile können mit der IR-Technik flexibel bearbeitet werden.
Seit ihrer Einführung hat sich das technologische und wirtschaftliche Wachstum dieser Produktlinie kontinuierlich weiter entwickelt. Bereits zur Jahrtausendwende standen die nächsten Entwicklungen parat. Ein weiterer strategischer Partner stellte dem IR 500 A das Platziersystem PL 500 A an die Seite, wodurch ein vollständiger SMT/BGA-Reparaturplatz zum Entlöten, Platzieren und Einlöten entstand. Im Jahre 2002 wird das IR 550 A als erstes Reworksystem mit digitaler „Closed-Loop“-Regelung und berührungsloser Temperaturerfassung dem Publikum vorgestellt.
Fortschritt und Wandel
Inzwischen hatte sich der Hersteller auch personell verstärkt, ein professionelles Produktmanagement und regelmäßige Schulung der Vertriebspartner und der Endkunden brachten auch hartnäckige Skeptiker dazu, die IR-Technik im selektiven Reflow-Prozess anzuerkennen. Mit den leistungsfähigeren Systemen beginnt sich auch die Kundenschicht in diesem Segment zu wandeln. Waren es zuerst nur kleinere Unternehmen oder Servicecenter, die sich für die flexibel einsetzbaren und daher preiswerten Geräte entschieden, so interessieren sich nun auch große OEMs und Auftragsfertiger für IR-Technologie „Made in Germany“. Ende 2005 wurde den Kunden das viel größere, noch leistungsfähigere und zur Reparatur schwerer und großer Elektroniken konzipierte IR/PL 650 A vorgestellt. Schwierige Anwendungen, die mit anderen Systemen nicht zu reparieren waren, sind nun lösbar. Vor allem durch die intensive Betreuung der Auslandsvertretungen festigte sich im Folgejahr der Verkauf der Systeme an namhafte Kunden weltweit; das in die Jahre gekommene Ursprungsmodell IR 500 A ist für die zwischenzeitlich fast nur noch bleifreien Lötanwendungen nicht mehr leistungsfähig genug.
Dafür macht am unteren Ende der Produktlinie ein Spross des dynamischen Entwicklungs-Teams von sich reden: das Hybridtool. Die Kombination von Infrarotstrahlung und unterstützender Konvektion in einem kompakten Handgriff ist nicht nur patentiert, sie eröffnet in der Baugruppenreparatur andere Möglichkeiten an neuen Bauteilen und Baugruppen. Noch effizienter kann die Lötenergie nun an die Lötstelle gebracht werden, und durch wenige Griffe wird aus dem Handgerät ein kompaktes Reworksystem mit Untenheizung, Messtechnik und PC-Anbindung – ganz wie bei den Großen. Das Hybridtool spannt auch den Bogen zu der aktuellen Lötstationen-Generation i-CON, eine moderne Möglichkeit der Kontaktwärmebearbeitung.
Ersa hat die 5.000er-Marke der installierten Rework-Geräte inzwischen weit hinter sich gelassen. Das Zubehörprogramm wurde auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten, und täglich diskutieren die Anwendungstechniker und Entwickler Themen und Anregungen von Kunden, um die Leistungsfähigkeit der Geräte stetig zu verbessern.
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