In der SMD-Applikationslinie des Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) in Itzehoe wurde der Lotpastenkonditionierer SPS von Malcom für verschiedene Versuche erfolgreich eingesetzt. Die Lotpaste wird durch die Konditionierung in einen optimalen Zustand versetzt, und trägt somit zu einem stabilen Druckprozess wesentlich bei.
Fraunhofer ISIT, Itzehoe & GPS Technologies, Langen
Das Fraunhofer ISIT in Itzehoe ist eine der europaweit modernsten Forschungseinrichtungen für Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik. 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln im ISIT in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie Bauelemente der Leistungselektronik und Mikrosysteme mit feinen beweglichen Strukturen für die Sensorik (Druck, Bewegung, biochemische Analytik etc.) und die Aktorik (Ventile, Scanner, Spiegelarrays etc.) einschließlich der dazu notwendigen Gehäusetechnik. Diese miniaturisierten Bauelemente finden ihren Einsatz in der Medizin, Umwelt- und Verkehrstechnik, Kommunikationstechnik, Automobilindustrie und im Maschinenbau.
Sicherung der Fertigungsqualität
Ebenso befasst sich das Fraunhofer ISIT mit der Qualität und Zuverlässigkeit von elektronischen Baugruppen und deren Herstellungsprozessen.
Trotz des Einsatzes sehr hochwertiger Lotpasten in der Fertigung, sind gewisse Schwankungen in der Fertigungsqualität immer wieder feststellbar. Diese Schwankungen der Fertigungsqualität sind oftmals auf das Lotpastenmischen vor dem Drucken zurückzuführen, was letztendlich auch Herrn Jan Lähn vom Fraunhofer ISIT dazu bewogen hat, einen Lotpastenkonditionierer von Malcom einzusetzen.
Die Lotpastenkonditionierer der SPS-Serie garantieren eine einheitliche Pastenkonsistenz durch kontaktloses Mischen. Durch den Einsatz eines Pseudo-Planetengetriebes wird die Lotpaste in dem versiegelten Behältnis (Dose oder Kartusche) kontaminationsfrei vermischt. Dies bietet deutliche Qualitätsvorteile gegenüber dem manuellen Aufrühren der Lotpaste.
Handlingsprozess
So berichtet das Fraunhofer ISIT in Itzehoe, Jan Lähn: „Der Lotpasten-Konditionierer garantiert eine einheitliche Pastenkonsistenz durch kontaktloses Mischen. Im Gegensatz zum manuellen Mischen tritt bei Verwendung des Malcom SPS keine Luftfeuchtigkeit aus der Umgebungsluft in die Paste ein.“
Die Lotpaste wird ungeöffnet, direkt nach der Entnahme aus dem Kühlschrank, in das Gerät eingespannt. Mit verschiedenen Adaptionsmöglichkeiten können alle gängigen Pastendosen oder Kartuschen verarbeitet werden. Das System wurde hierbei mit Lotpasten verschiedenster Hersteller getestet. Die Entnahmetemperatur der Testpasten aus dem Lagerkühlschrank lag bei 7 °C. Die Konsistenz der Paste dabei war fest und nicht homogen.
Das SPS wurde auf 10 Minuten Mischzeit eingestellt und gestartet. Durch die Zentrifugalkräfte der Drehbewegung wird die Lotpaste in der Dose gleichmäßig aufgemischt und durch die innere Reibung gleichzeitig erwärmt. Nach der Entnahme der Pastendose aus dem Lotpastenkonditionierer SPS und deren Öffnung, liegt die Lotpastentemperatur bereits bei Raumtemperatur (23°C) und ist sehr gleichmäßig und homogen gemischt. Die Temperatur der Paste kann durch die Zeitwahl definiert und reproduzierbar eingestellt werden.
Die konditionierte Paste kann anschließend auf die Schablone aufgebracht, und für den Lotpastendruckprozess eingesetzt werden. Die Gefahr der Kondensation, die durch zu früh geöffnete kalte Paste besteht, entfällt. Nicht akklimatisierte Paste kann im späteren Verlauf des Lötprozesses zu unerwünschten Lotspritzern und Lotkugeln führen. Ebenso entfällt das übliche Aufrühren mit einem Kunststoffspatel komplett, welches nicht reproduzierbar und sauber möglich ist.
Zeitgewinn trotz hoher Verarbeitungsqualität
Der herkömmliche Weg Lotpaste einzusetzen setzt voraus, dass die für die Produktion vorgesehene Lotpaste mindestens 8 Stunden vor deren Einsatz aus dem Kühlschrank entnommen werden sollte, um ausreichend akklimatisiert zu sein.
Herr Lähn stellte fest, „dass ein großer Vorteil des SPS in dem Zeitgewinn liegt, denn die Paste kann bereits 10 Minuten nach Entnahme aus dem Kühlschrank für den Druckprozess verwendet werden. Außerdem entsteht keine Kontaminationsverschleppung mit anderen Pastenresten durch Rührspatel, da quasi kontaktlos gemischt wird. Oxidationsprozesse und Feuchtigkeitsaufnahme werden nahezu ausgeschlossen, da die Pastendosen kein Öffnen für den Mischprozess erfordern.“
Durch das System lässt sich die Lotpastenkonditionierung sehr einfach und reproduzierbar in die von den meisten Fertigungen angewendeten ISO-9001 Prozesse einpflegen und eine gleichbleibende Verarbeitungsqualität der Lotpaste wird gewährleistet.
Unsere Webinar-Empfehlung
Die Zuhörer erhalten Informationen zur Effizienzsteigerung von AOI-Systemen bei Nutzung von Digitalen Zwillingen von der zu prüfende Baugruppe bzw. des eingesetzten Inspektionssystems.
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