Ein wichtiges Signal für Kunden, Geschäftspartner sowie Beschäftige und eine Rückkehr zur Normalität, die unter Einhaltung eines strengen Hygienekonzepts stattfand und die alle Beteiligten sichtlich genossen. „Es ist die erste Veranstaltung in diesem Format für Ersa – und wir haben alles getan, um die Elektronikfertigung mit Drucken, Bestücken, Löten unter Einbindung unserer Geschäftspartner komplett abzubilden. Wir wollten das Beste aus dieser Zeit rausholen und den Dialog mit Ihnen als unseren Kunden und Partnern direkt Auge in Auge führen“, sagte Rainer Krauss. Neben zahlreichen Fachvorträgen und Live-Exponaten zu allen Prozessbereichen der Elektronikfertigung – Reflow, Selektiv, Welle, automatisiertes Rework, Industrie 4.0, Automation und Handlöten – konnten die Teilnehmer im Rahmen von Werksführungen durch das neue Werk 2 direkt verfolgen, wie die Lötanlagen in modernster Fließtaktfertigung auf Industrie-4.0-Level produziert werden. Eine Etage höher im Customer Care Center, der sonst Kundenabnahmen vorbehalten ist, gab es Live-Vorführungen der Systeme des Veranstalters und Elektronikfertigungs-Equipment von Geschäftspartnern etwa in den Bereichen Bestückung und Abluftfilterung.
Zum Auftakt gab es Vorträge in den Bereichen Welle- bzw. Selektivlöten sowie Schablonendruck. Unter dem Titel „Selektiv- und Wellenlöten: Höchste Flexibilität für jede Anforderung“ wurden die Lötprozesse für Through-hole-Technologie (THT) vorgestellt, bei denen Energieübertragung durch Kontakt der Lötstelle mit flüssigem Lot erfolgt. Zudem wurden das Zusammenspiel relevanter Prozessparameter (Lottemperatur, Benetzungszeit, Lötwellenhöhe, Lötdüsendurchmesser) und die Randbedingungen an einer Lötstelle (Lötwärmebedarf, -beständigkeit, Wärmekapazität, Benetzbarkeit und Layout) thematisiert – ebenso wie der definierte, programmierbare Flussmittelauftrag im Rahmen eines No-Clean-Prozesses. Ziel des Selektivlötprozesses ist ein 100%iger Lotdurchstieg und damit ein optimaler Energietransfer in die Lötstelle, um Lotbrücken etwa in Steckerleisten zu vermeiden. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten moderner, modular aufgebauter Wellen- und Selektivlötsysteme bieten dem Anwender ein effektives und flexibles Werkzeug, um unterschiedlichste Applikationen sicher zu löten.
Beim Thema Schablonendruck ging es um „Fehler im Druckprozess und Folgen in der SMT-Linie“. Damit in der realen Fertigung kleinere Probleme im Lauf der einzelnen Prozessschritte nicht zu größeren Schwierigkeiten werden, sind neben dem Druck- und Reflowprozess zahlreiche Einflussgrößen zu beachten, die qualitative Probleme verursachen können – etwa Leiterplatte, Bauteile, Prozess, eingesetzte Anlagen und das Umfeld. Eine hohe Erstausbeute (First Pass Yield, kurz FPY) erreicht man mit einer ausgeklügelten Strategie, die Produktivität und Qualität zusammenbringt, aber auch die Kosten im Blick behält. Vor allem lohnt eine nähere Betrachtung des Druckprozesses, da Fehlerpotentiale im SMT-Prozess fast zwei Drittel betragen – mögliche Verbesserungen können realisiert werden bei Equipment (Prozesszeiten, Toleranzen), Prozess (Rakelparameter, Reinigung, Inspektion), Material (Leiterkarte, Lotpaste, Schablone) und Umwelt (ESD, Bediener). Mit Blick auf das heutige umfangreiche Bauteilspektrum ist die vollflächige 3D-Inspektion mittlerweile als Standard gesetzt – gerade bei der Volumenbestimmung von kleinen, sehr feinen Pads. Der perfekte Schablonendruck sollte exakt geformt sein und scharfkantige, ebene und im Volumen konstante Lotdepots drucken – eine bis 90 % bedruckte Fläche gilt als „einwandfrei“, 70 % als „ausreichend“ – bei weniger als der Hälfte ist das Ergebnis „nicht akzeptabel“. Neben Hinweisen zur Vermeidung von „Grabsteinen“, Lotperlen oder „Voids“ genannten Gaseinschlüssen wurden mögliche Leiterplattenprobleme angesprochen, z. B. unebene Padoberfläche, zu hoher Lötstopplack, gebogene oder gedehnte Leiterplatten, ausgefranzte Kanten, Farb- und Oberflächenveränderungen. Mit smarten, cloudbasierten Drucksystemen auf modularer Basis lassen sich prozessrelevante Anlagenparameter so überwachen, dass die Null-Fehler-Fertigung in greifbare Nähe rückt.
Im weiteren Verlauf des Technologieforums präsentierte der Vortrag „Industrie 4.0: Ready für die digitale Zukunft mit Kurtz Ersa Connect“ eine zentrale Gatewaylösung für sämtliche digitalen Lösungen, die von Einstiegslösungen – sogenannten „Quick Wins“ – bis zur komplett vernetzten Fertigung reichen. Unter anderem beinhaltet die durchgängige Hardware- und Software-Infrastruktur folgende Features: intelligentes Ticketsystem, Maschinenmonitoring, Remote Service, digitale Maschinendatenbank, E-Learning und OEE-Dashboard. Bei der Anbindung von Produktionsanlagen an ein Manufacturing Execution System (MES) setzt man auf branchenbewährte Industriestandards, um größtmögliche Sicherheit, Transparenz und Zukunftssicherheit zu gewährleisten. Die Experten von Kurtz Ersa Automation zeigten „Key Solutions für die THT-Elektronikfertigung“, darunter Quality-Check-Lösungen, Pick-and-Place-Handling und Lötanlagen-Peripherien wie Hub-, Senk- oder Drehstation, Höhenausgleichsmodul sowie Transportstrecken und Arbeitsplätze inline wie offline. Zudem wurden mehrere Best-Practice-Lösungen im Bereich Automatisierung einschließlich Roboter-Handling vorgestellt.
Hinter dem Titel „Void-free Vakuumlöten für Zukunftsanwendungen: 5G. E-Mobilität. LED-Leuchtentechnologie. Hochstromtechnologie.“ verbarg sich das Reflowlöten mit Vakuumkammer, womit sich durch das Vermeiden von Voiding die Lötqualität weiter in Richtung „absolut perfekt“ verschieben lässt. Dies beginnt bereits vor dem Lötprozess durch aufeinander aufbauende Steps wie Layout und Druck der Leiterplatte sowie anschließende Bestückung. Nach dem Lötprozess erfolgt eine Qualitätsbeurteilung – durch X-Ray oder automatische optische Inspektion (AOI), um den abgeschlossenen Lötprozess bewerten zu können. Relevant sind auch die Qualität von Leiterplatte und Lotpaste sowie der zu bestückenden Bauteile. Am Ende ist die homogene Wärmeübertragung im Reflowofen einer der entscheidenden Faktoren – aber auch weitere Randbedingungen beeinflussen den Lötprozess, etwa die Spezifikation von Bauteilen und Leiterplatte, Stabilität der Baugruppe (Aufbau, Design, Nutzengestaltung) und einzuhaltende Normen wie J-STD oder IPC. Ein optimales Reflow-Soll-Profil besteht aus den Zonen Vorheizung, Peak und Kühlung – mit wichtigen Prozessparametern wie Temperaturprofil, Volumenstrom, Transportgeschwindigkeit für hohen Durchsatz, Kühlung, Prozessgas und Mittenunterstützung, die ein Durchbiegen der Leiterplatte verhindert, um insgesamt über die gesamte Baugruppe ein möglichst kleines ∆T zu erreichen. Hier empfiehlt sich der Einsatz eines Messsystems, das den Reflow-Durchlauf nachzeichnet und den Lötwärmebedarf an Lötstellen und die Bauteil-Wärmebeständigkeit am Bauteilgehäuse misst.
Auch die Ersa Elektronikwerkzeuge präsentierten eindrucksvoll ihre Bereiche Handlöten, Rework und Inspektion – Vortragsthemen waren „Handlöten & Lötrauchabsaugung – sichere manuelle Prozesse und Gesundheitsprävention am Arbeitsplatz“, „Automatisiertes Kolbenlöten mit dem SolderSmart – wiederholbar und zuverlässig“ sowie „Automatisiertes Rework – ultimative Flexibilität von 01005 bis Big Boards“, über das sich Komponenten von 22 x 22 mm und Leiterplatten von 150 x 150 mm bis Komponenten mit 60 x 60 mm und Plattenformate bis 625 x 1.250 mm sicher und reproduzierbar bearbeiten lassen.
Nach viel Technologie-Input konnten sich die Teilnehmer am Ende des Tages bei einem Barbecue stärken, bevor am zweiten Tag all jene Vortragstermine wahrgenommen werden konnten, die am ersten Tag zu Überschneidungen geführt hatten. Sämtliche Teilnehmer äußerten sich positiv über das kombinierte Format von Technologieforum und Hausmesse, so dass schon jetzt eine Wiederholung im nächsten Jahr, dann hoffentlich ohne Corona-Einschränkungen, beschlossene Sache ist.
