Trockene Bauteile durch Mikroprozessor

Quoc Thai Hoang, Hoang-PVM, Ratingen

Wann entsteht ein Mikro-Riss bei der Lagerung von Bauteilen, und wie kann man diesen Effekt vermeiden? An der Kurve in Bild 1, die den Entfeuchtungsgrad darstellt, kann man die Rücktrocknung der Bauteile durch die fachgerechte Lagerung deutlich erkennen. Die Mikro-Rissbildung entsteht während des Lötprozesses am Schnittpunkt: 0,1~0,2 Wt. Diese Mikro-Cracks können durch die Lagerung in einem Trockenlagersystem vermieden werden (Aufnahmeverhältnis: 0~0,1 Wt als Sicherheitsbereich).

Die Trockenlagerschränke der AD-Serie arbeiten mit der MTX-Flow-Technologie (Bild 2) von Mekko Technologies (UK). Diese Eigenentwicklung zum Aufbewahren und Entfeuchten von empfindlichen Bauteilen nach den IPC-Normen JEDEC – 033A/020C, funktioniert auch dann hervorragend, wenn der Schrank geöffnet ist. Die eindringende Umgebungsluft wird nicht auf die Bauteile absorbiert, da das Zeolite-Trockenmittel in der MTX-Flow-Hochleistungsrotationstrockeneinheit als Herzstück des Entfeuchtungsprozesses fortlaufend regeneriert wird. Für die Entstehung dieser Rotationstrockeneinheit war viel Forschungsarbeit erforderlich. In die Entwicklung flossen Erfahrungen und Anregungen von industriellen Anwendern mit ein, um eine praxisorientierte Lösung zu konzipieren.

Wie an dem abgebildeten Diagramm (Bild 5) ersichtlich, kann das Zeolite-Trockenmittel fast die 4-fache Feuchte im Vergleich zum Silikagel absorbieren.

Lufttrocknungsschränke mit Silikagel im Vergleich zu Trocknungsmittel Zeolite:

Aufnahmeverhältnis bei 25 °C/5 %rF

Zeolite: ca. 20 % Wt

Silikagel: 5,5 % Wt

Erforderliche Trocknungsmittelmenge, um einen 2- m³-Schaltschrank bei 25 °C/60 %rF, auf 5 %rF zu bringen:

Zeolite: 115 g

Silikagel: 418 g.

Die Trockenlagerschränke der AD-Serie mit „Aktiver Entfeuchtung“ von Mekko (UK) werden auf Grund der industriellen Anforderung und Anregungen unserer Kunden stets weiter verbessert und optimiert. Das Sensorensystem MT-2 (Standard) mit Multi-Tasking-Funktion, das für zukünftige technologische Erweiterungen ausgerüstet ist, kann verschiedene Peripherien gleichzeitig ansteuern. Optionale Heizung max. 40 °C, Temperaturregelung, Kühlungssystem oder Signal-Tower-Lampe als visuelle Kontrolle etc., zur Überwachung des Produktionsablaufes. Diese Verbindung bietet und gewährleistet hervorragende Entfeuchtungs-Ergebnisse (sehr kurze Erholungszeit), auch unter Fertigungsstress sowie in der aktiven Fertigung (massive, häufige und lange Handlings-Prozeduren der elektronischen Komponenten bei der Rüstzeit).

Durch die auf die Bauteile technisch abgestimmte und vorprogrammierte Hysterese der Feuchte-Werte (1 bis 3 % rF) und den Einsatz von Zeolite-Trockenmitteln (Molekulare Siebe) werden nicht nur sehr niedrige relative Restfeuchte-Werte [%] erreicht, sondern auch sehr geringe Verbrauchskosten realisiert. Im Dauerbetrieb wird die mikroprozessorgesteuerte MTX-Flow-Hochleistungsrotationstrockeneinheit ausgeschaltet, wenn die Feuchtigkeit mit Hilfe einer Hysterese auf ca. 1 % relative Feuchte als unterste Grenze sinkt, und wieder eingeschaltet, wenn sie über 3 % rF als Obergrenze steigt. In diesem Fall schaltet sich die Trockeneinheit durch erhöhte Luftfeuchtigkeit auch bei geöffneter Tür selbstständig ein. So ist eine schnelle Trocknungsrückkehr zu den voreingestellten Bedingungen beim geregelten Verhalten in der Fertigung und Logistik in sehr kurzer Zeit garantiert, wenn die Tür wieder geschlossen wird. Die MTX-Flow-Technologie mit Zeolite-Trocknungsmittel ist in der Lage, eine Restfeuchtigkeit von bis zu 1 %rF zu erreichen und somit eine effiziente Bauteilrücktrocknung bei Raumtemperatur zu erzielen. Ein Entfeuchtungs-Wirkungsgrad von 50 %rF auf 5 %rF wird innerhalb von weniger als 10 Minuten garantiert und von 5 % auf 1 % in ungefähr einer Minute erreicht. Im Bereich der Prozessdatenkontrolle und Überwachung werden die Informationsgehalte aufgezeichnet und optimal via RS-232/RS485/USB oder Ethernet an jeden beliebigen Windows-PC übertragen und archiviert. Mit der Steuerung MT-5 ist eine offene Architektur für zukünftige Technologie vorgesehen und ausgerüstet. Für die Optimierung des Handlings und das Lagerungskonzept könnte man ein BMS (Bauteil-Management-System) verwenden, um die Qualität bereits bei der bleifreien Bauteillagerung für die Elektronikproduktion zu sichern. Das BMS ist auch hier wieder ein wichtiger Bestandteil und in der gesamten logistischen Konzeption zu beachten.

EPP 418