„Wiederholungstäter“ unter Tage

Der spannende Ausflug in die Welt des „weißen Goldes“ begann mit einer Fahrt im Förderkorb auf 500 Meter Tiefe. Dort, tief unter den grünen Hügeln der Rhön, konnte ein Eindruck gewonnen werden, wie Kalibergbau früher war und wie er heute ist. Und genau hier wurde eine Plattform zum Networking und Wissensaustausch geboten. Der Seminarteil fand im Großbunker des Bergwerks statt, wo an zwei Tagen zwölf Fachvorträge durch Vertreter der Elektronikindustrie präsentiert wurden.

Dipl.-Ing. Lothar Oberender von Häusermann gab als erstes einen Einblick in die Thematik Hochstrom und thermisches Management auf Leiterplatten mit neuen Technologien. So waren bis Mitte der 90-iger Jahre im Wesentlichen die Bauelemente die Treiber für die Entwicklung der Leiterplattentechnologie. Die Forderung nach Integration fast aller elektrischen Funktionen auf einer Leiterplatte bzw. auf dem Ensemble von elektronischen Baugruppen in einem System hat die Leiterplatte erst zu dem vielseitigen Bauteil gemacht, was es heute ist. Er berichtete über die Technologien für eine hohe Funktionalität von Leiterplatten, für Hochstrom und Entwärmung, und ging von den Grundlagen oder Aufbauten bis zur Ökonomie und Ökologie. Thomas Lehmann, Vertreter der Christian Koenen GmbH stellte innerhalb seines Vortrags über moderne Schablonentechnologien seine Roadmap dazu vor. Wohin entwickelt sich die Schablonenfertigung und welche neuen Materialien werden verwendet. Er erwähnte die Nanobeschichtung und sprach über die verbesserten Lasersysteme wie diodengepulste Systeme, verkleinerte Laserstrahldurchmesser und Verfolgung der wasserstrahlgeführten Systeme. Mehrstufige Schablonen mit noch dünneren Endstärken, die Verwendung anderer Pastenklassen und neuartige Nachbearbeitungsverfahren sind im Unternehmen nichts Ungewöhnliches. Roland Mair von Mair Elektronik machte die Zuhörer über den RoHS-Prozess in der Elektronikproduktion vertraut. 361 Tage nach der Deadline! Aus seinem Fazit war zu hören, dass es kein eindeutiges „Kochbuch“ für die RoHS-Umstellung gibt. Die Temperaturbelastungen für die Baugruppe ist in jedem Fall höher und eine Zuverlässigkeitsuntersuchung auf lange Zeit nicht möglich. Auch ist die Lieferbarkeit der RoHS-konformen Bauteile immer noch nicht sichergestellt, und er hält den eigentlichen Zweck und die Einhaltung dieser Verordnung in punkto geringerer Umweltbelastung für mehr als zweifelhaft. Bruno Affolter von der Zevac AG, Schweiz, entführte die Zuhörer in die Welt der Evolutionsgeschichte von der Nacharbeit zur Automation. Von Ekra gekommen, stellte Uwe Schäfer die Grenzbereiche im Schablonendruck vor, die durch fortschreitende Miniaturisierung immer weiter verschoben werden. Dadurch sind die Anforderungen an Prozessmaschinen, Equipment und Bedienpersonal immer höher. Speziell beim Schablonendrucker muss auf optimale Leiterplatten-Unterstützung und Parallelität sowie optimierte Druckparametrierung geachtet werden. Dabei ist Ausrichtegenauigkeit Grundvoraussetzung. Alle am Prozess beteiligten Einzelprozesse müssen aufeinander abgestimmt sein, jedoch ist die Miniaturisierung mit höheren Kosten und aufwendigerer Prozesstechnik verbunden. Der Einsatz grenzwertiger Bauelemente macht nur dann Sinn, wenn er technologisch und ökonomisch durch das Produkt gefordert ist. Prof. Dr. Mathias Nowottnick von der Universität Rostock referierte über die Herausforderungen und Möglichkeiten beim Reparaturlöten bleifreier Baugruppen. Das Löten mit bleifreien Lotwerkstoffen hat das Prozessfenster zwischen der notwendigen Mindesttemperatur für die Lotbenetzung und der maximal zulässigen Temperatur der Baugruppen und Komponenten problematisch eingeengt. Während besonders schwierige Bauformen wie BGAs und schwere oder flächig gelötete Bauelemente in der Fertigung im Zweifelsfall durch spezielle Verfahren wie dem Dampfphasenlöten verarbeitet werden können, ist man beim Reparaturlöten auf Konvektion, Wärmeleitung und Strahlung begrenzt. Die systematische Untersuchung der neuesten Reparaturlöttechnik auf der Basis der Onyx 29 sollte die Möglichkeiten und Anwendungsbereiche im Vergleich zu konventionellen Reparaturlötpozessen aufzeigen. Insbesondere die halbautomatische Steuerung nutzt die oft schmalen Prozessfenster optimal aus. Und es wurde festgestellt, dass der automatisierte Aus- und Reparaturlötprozess sowie die Lotabsaugung des Gerätes eine schonende und weitgehende Entfernung des Restlotes von der Baugruppe ermöglichen. Insbesondere bei der Reparatur bleihaltiger Baugruppen mit bleifreien Komponenten wirkt sich dieser Umstand positiv auf den verbleibenden Restbleigehalt und damit auf die Zuverlässigkeit aus. Am Abend konnte dann das Networking während des gemeinsamen Abendessens weiter vertieft werden.

Der nächste Tag startete mit einer beeindruckenden Bergwerksführung, um zur Geschichte, Entwicklung und Tradition des Kalibergbaus mehr zu erfahren. Und es standen sechs weitere Vorträge auf dem Programm. Dr. Hans Bell von rehm Anlagenbau begann die Vortragsreihe mit seinen Erfahrungen über Reflowprofile und -fehler, um dann das Mikrofon an Dr. Joachim Wiese von W.C. Heraeus weiterzugeben. Es war über die Lotpasten-Roadmap von der Standard-SMT zum SiP mit 01005-Bauformen zu hören. Hier hat sich der Trend zum Waferbumpen mit Lotpaste innerhalb der Wafer-Applikationen herauskristallisiert. So beschreiben SiP und Waferbumpen das SMT von morgen. Der 01005-Montageprozess und die Abhängigkeit dieser Bauteile bei der Verarbeitung war das Thema von Norbert Heilmann der Siemens A&D EA. Die immer kleineren Abmessungen der Bauteile stellen in allen Prozessschritten eine Herausforderung dar. Das Leiterplatten- und Paddesign muss umsichtig und unter Berücksichtigung des Gesamtprozesses gemacht werden. Das Prozessfenster für den Mix verschiedener Baugrößen verengt sich, und der Lotpastenauftrag scheint eine größere Herausforderung zu sein. Die Genauigkeit einer Maschine wird immer entscheidender für die Gesamtqualität, wobei die Verwendung von 01005-Bauteilen in Produkten diese teurer machen, und auf wenige Applikationen beschränkt bleiben werden. Zurück zur RoHS-Umstellung sprach Dipl.-Phys. Gustl Keller von gktec über den Statusbericht in Deutschland mit den begleitenden Problemen. Neben einer Übersicht über die gesetzliche Situation und behördliche Überwachung, der Markt- und Normungssituation, berichtete er über die Aufgaben, die dazu nötig sind. Nicht nur die eigentlichen Produktionsprozesse wie Reflow-, Wellen-, Selektiv- und Handlöten sind umzustellen, sondern auch die Reparatur- und Serviceprozesse müssen neu qualifiziert und umgestellt werden. Im Anschluss daran brachte Roland Heigl von der Zollner Elektronik seinen Vortrag über die Traceability in der Elektronikfertigung, die nur dann Sinn macht, wenn die Daten wiedergefunden werden. Dazu müssen die Daten archiviert werden. Das heisst, nicht mehr im Online-System benötigte Daten werden aus der Datenbank über entsprechende Tools extrahiert und als File im Archiv abgelegt. Als letzte Präsentation kam Dieter Sommerfeld von Phoenix-Xray mit der hoch auflösenden Röntgenanalyse und Computertomographie von Lötstellen zum Zuge. Alle Lötfehler, die einen merklichen Einfluss auf die Form dieser haben, lassen sich nachweisen. Dabei liefert die hochauflösende Computertomographie sehr detaillierte und anschauliche Ergebnisse, bleibt aber wegen langen Aufnahmezeiten und der geometrischen Randbedingungen auf die Fehleranalyse an kleineren Proben beschränkt.

Nach der Ausfahrt aus dem Bergwerk war das gemeinsame und informative Erlebnis in der Tiefe für die ca. 130 Teilnehmer dann zu Ende.(dj)

EPP 413