Sämtliche elektronischen Baugruppen, die dafür erforderlich sind, müssen von spezifischen Herstellern produziert werden. Auch in der Produktion ist die Digitalisierung auf dem Vormarsch, dennoch besteht dort nach wie vor ein hoher Bedarf an Fachkräften. Die komplexen Zusammenhänge in der Fertigungskette elektronischer Baugruppen sind durch intelligentes Fertigungsequipment sehr gut zu beherrschen. Speziell die Lötprozesse stellen jedoch einen elementaren Kernprozess dar, der direkt über Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Endproduktes entscheidet. Lötprozesse sind auf der einen Seite von der Qualität der Leiterplatten und Bauteile abhängig, auf der anderen Seite setzen sie aber prozessspezifisches Wissen für die Parametrierung der Lötanlagen voraus. Trotz Automatisierung ist im täglichen Produktionsablauf oft die Entscheidung bzw. der Eingriff einer kompetent ausgebildeten Fachkraft gefragt. An diesem Punkt greift das Konzept des AVLE.
Der Ausbildungsverbund Löttechnik Elektronik – AVLE
Der Ausbildungsverbund Löttechnik Elektronik hat das Ziel, Fachkräfte qualifiziert und standardisiert nach vorgegebenen Richtlinien in der industriellen Löttechnik auszubilden. Basierend auf der Tatsache, dass die gewerbliche Ausbildung das Weichlöten lediglich im Beruf des Mikrotechnologen lehrt, haben sich engagierte Firmen zusammengeschlossen, um dieses Defizit zu beheben. Gründungsmitglieder sind die Firmen Hannusch Industrieelektronik (Laichingen), Rafi (Ravensburg), Zollner Elektronik AG (Zandt) und Ersa (Wertheim). Alle genannten Firmen zeichnen sich durch einen hohen Praxisbezug aus, da sie kontinuierlich mit den Herausforderungen der modernen Baugruppenfertigung konfrontiert sind. Dieser hohe Praxisbezug ist es auch, der die Aktualität der Schulungen gewährleistet. Neue Bauteilformen und deren spezifische Besonderheiten in der Verarbeitung lassen sich so zum Beispiel schnell identifizieren und in die Schulungen integrieren. Regelmäßige Treffen der Verbundpartner stellen den verfahrenstechnischen Austausch wie auch die Berücksichtigung des Kunden-Feedbacks sicher. Mit Blick auf diese enge Zusammenarbeit wird der AVLE der Anforderung „Aus der Praxis – für die Praxis“ mehr als gerecht. Die Kooperation mit dem Fachverband Elektronik Design (FED, Berlin) sowie dem Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie ISIT in Itzehoe als wissenschaftlichem Partner runden das professionelle Bild dieser Schulungen ab.
Schulungskonzept des AVLE
Die Anforderungen an Ausbilder, Schulungsinhalte, Kursstätten sowie Prüfungen und Prüfer wurden von den Verbundpartnern gemeinsam erarbeitet und in verbindlichen Richtlinien zusammengefasst. Das Erstellen der Schulungsunterlagen nahm dabei die meiste Zeit in Anspruch. Um mit größter Flexibilität auf die Anforderungen der Kunden reagieren zu können, ist das gesamte Schulungskonzept des AVLE modular aufgebaut. Zudem wird zwischen manuellem Löten und automatisiertem Massenlöten unterschieden.
Aktuell umfasst das Schulungskonzept acht Ausbildungsmodule, wobei jeweils vier Module für das manuelle und das maschinelle Löten verfügbar sind. Jedes Modul ist in einen theoretischen und einen praktischen Teil gegliedert. Soweit möglich, wird das vermittelte theoretische Wissen im unmittelbar folgenden Praxisteil veranschaulicht und vertieft. Das Ende eines jeden Moduls schließt eine theoretische Prüfung ab, die das vermittelte Wissen der Teilnehmer/-innen in einem Multiple-Choice-Test abfragt.
Die Module 1–3 zum manuellen Löten beinhalten zusätzlich eine praktische Prüfung, in der die Teilnehmer/innen ihre erlernten Fähigkeiten bei der Anfertigung einer Prüfungs-Baugruppe unter Beweis stellen müssen. Die Lötstellen der Prüfungsboards werden nach dem weltweit gültigen Standard IPC-A-610 in der jeweils aktuellen Revision vom Prüfer beurteilt. Mit dem Bestehen der Prüfungen erhält jede/r Teilnehmer/in einen Qualifizierungsnachweis und den „AVLE-Lötführerschein“, ein kleines personalisiertes Dokument, in dem alle bestandenen Module dokumentiert sind und den Inhaber als Fachkraft für Löttechnik ausweisen. Die Gültigkeit der Qualifizierungsnachweise für die Module des maschinellen Lötens ist unbegrenzt, im Bereich des manuellen Lötens und Rework ist ein Qualifizierungsnachweis drei Jahre gültig. Nach Ablauf der Gültigkeit ist für das entsprechende Modul eine Rezertifizierung erforderlich. Die Module 1–4 bauen aufeinander auf und es ist zu empfehlen, diese Module nacheinander zu besuchen. Ein Quereinstieg ist möglich, allerdings zeigt die Erfahrung, dass Quereinsteiger oft Defizite in den löttechnischen Grundlagen zeigen.
Die Module des AVLE-Schulungskonzeptes
Die Schulungsinhalte der Module 1–4 basieren auf der Richtlinie AVLE1510, die Module 5–8 auf der AVLE1511. Die zeitliche Abfolge, in der einzelne Module absolviert werden, ist von den Teilnehmern frei wählbar. Mit Ausnahme des Moduls 1 sind für die Module 2–8 jeweils zwei volle Tage inklusive Prüfung angesetzt. Das Modul 1 erstreckt sich über drei Tage.
Modul 1 – Grundlagen und THT-Basisschulung
Das erste und wichtigste Modul der Ausbildung zur Fachkraft für Löttechnik vermittelt alle essentiellen Grundlagen der Löttechnik in der Elektronik und festigt dieses Wissen durch das Ein- und Auslöten von bedrahteten Bauelementen auf Leiterplatten. Der Teilnehmer lernt die Zusammenhänge zwischen Leiterplatte, Bauteilen und Lötprozess und erwirbt damit ein fundiertes Wissen über den Prozess und die Prozessfenster beim Handlöten mit dem Lötkolben. Darüber hinaus vermittelt das Modul 1 das erforderliche Basiswissen für die Teilnahme an den Folgemodulen 2–4.
Modul 2 – SMT-Basisschulung
Das zweite Modul erweitert das Basiswissen aus Modul 1 um die Grundlagen des Handlötens von oberflächenmontierten Bauteilen (SMD) auf Leiterplatten. Die Teilnehmer/-innen lernen die Zusammenhänge zwischen Leiterplatte, Bauteilen und Lötprozess und erwerben damit ein fundiertes Wissen über den Prozess und die Prozessfenster beim handgeführten Ein- und Auslöten von einfachen SMDs. Die Bauteilgröße bei Chipbauteilen beträgt minimal 0603, das Rastermaß für SO- und SOT-Bauteile mit Gull-Wing-Anschlüssen ist 0,8 mm. Das Modul 2 vermittelt das erforderliche Basiswissen für die Module 3 und 4.
Modul 3 – SMT -Aufbauschulung
Das dritte Modul setzt auf das erlernte SMT-Basiswissen des Moduls 2 auf und vermittelt die speziellen Anforderungen an das handgeführte Ein- und Auslöten von sehr kleinen Chipbauteilen bis zur Größe 01005 und hochpoligen Finepitch-SMDs bis Rastermaß 0,4 mm auf Leiterplatten unter Zuhilfenahme von Stereomikroskopen.
Modul 4 – Rework komplexer Bauteile
Das vierte Modul vermittelt die speziellen Kenntnisse zum Rework von komplexen SMT-Bauteilen auf elektronischen Baugruppen mittels Reworksystemen. Die Teilnehmer/-innen lernen das gezielte Auslöten defekter Bauteile und das anschließende Wiedereinlöten eines neuen Bauteils am gleichen Ort auf der Leiterplatte. Der Fokus bei diesen maschinellen Prozessen liegt auf der Temperaturprofilführung am zu tauschenden Bauteil beim Aus- und Einlöten und der Temperaturbelastung von Bauteilen in unmittelbar angrenzenden Bereichen. Vermittelt werden Methoden zum Ein- und Auslöten von BGA-, QFP- sowie QFN-Bauteilen durch praktische Vorführung auf Testleiterplatten oder Baugruppen, die die Teilnehmer/-innen aus den Betrieben mitbringen.
Modul 5 – Wellenlöten
Das Modul 5 vermittelt einen ganzheitlichen Überblick über qualitätsbestimmende Faktoren sowie die Anlagentechnik für das Wellenlöten. Die Wechselwirkungen zwischen Leiterplatte, Bauteilen und den Prozessparametern der Wellenlötsysteme werden im Detail betrachtet und münden in eine gezielte Herangehensweise zur Erstellung von Lötprogrammen. Die Prozessüberwachung, Maßnahmen gegen Lötfehler und erforderliche Wartungsarbeiten an Wellenlötanlagen zur Sicherung der Prozessstabilität sind ebenfalls Bestandteil dieses Moduls.
Modul 6 – Selektivlöten
Das Modul 6 wird in Verbindung mit dem Modul 5 geschult, da die prozesstechnischen Grundlagen der beiden Verfahren nahezu identisch sind. Zusätzlich behandelt dieses Modul die spezifischen Besonderheiten selektiver Lötprozesse im Vergleich zu manuellen Lötprozessen und dem Wellenlöten. Primär wird auf die Lötprozesse mit Mini- und Multiwellen eingegangen, doch auch andere Verfahren finden Beachtung.
Modul 7 – Reflowlöten
Das Modul 7 betrachtet den Standardlötprozess heutiger SMT-Fertigungen – das Reflowlöten. Im Fokus steht das Konvektions-Reflowlöten sowie verwandte Verfahren. Die Teilnehmer lernen unterschiedliche Temperaturprofile kennen und die Randbedingungen für deren Erstellung. Die Messung von Temperatur-Zeit-Verläufen ist ebenso Bestandteil der Schulung wie Lötfehler und deren mögliche Ursachen.
Modul 8 – Lotpastendruck
Das Modul 8 wird in Verbindung mit dem Modul 7 geschult. Der Lotpastendruck ist in der SMT ein Prozess von zentraler Bedeutung. Von der Qualität des Lotpastendruckes hängt in hohem Maß die Qualität der SMT-Lötstellen ab. Die Einflussfaktoren von Lotpaste, Schablonendesign und Druckparametern auf das Druckergebnis werden theoretisch erklärt und im Praxisteil an realen Leiterplatten demonstriert.
Fazit
Der AVLE Ausbildungsverbund Löttechnik Elektronik bietet ein einmaliges Konzept zur Ausbildung von Fachkräften in der industriellen Weichlöttechnik. Modular und durchgängig aufgebaut bietet das Schulungskonzept den Kunden eine breite Basis, um Mitarbeiter/-innen praxisbezogen auszubilden. Das breite Spektrum etablierter, industrieller Weichlötprozesse in der Elektronikfertigung ist mit den Schulungen der Module 1–8 vollständig abgedeckt und lässt keine Wünsche offen. Über 1.000 Lehrgangsteilnehmer, die die vier Verbundpartner in den vergangenen vier Jahren ausgebildet haben, belegen eindrucksvoll, dass das AVLE-Schulungskonzept die Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden in jeder Hinsicht erfüllt.
Hochqualifizierte, motivierte Trainer mit starkem Praxisbezug und CIT/CIS-Qualifizierungen nach IPC-A-610 und IPC-7711/7721 führen die Schulungen in kleinen Gruppen in den Kursstätten oder auch vor Ort beim Kunden durch. Die individuelle Betreuung der Teilnehmer ist dadurch sichergestellt.
Ersa als Gründungsmitglied des AVLE bietet durch den engen Kontakt mit dem eigenen Kunden-Applikationszentrum alle AVLE-Module an. Die modern ausgestattete Kursstätte offerieren Handarbeitsplätze, die mit gängigem Handlöt-Equipment, Absaugungen und Stereomikroskopen ausgestattet sind. Der stets aktuelle Maschinenpark des Applikationszentrums gewährleistet effektive Schulungen auf hohem Niveau. Investitionen in die Ausbildung von Fachkräften im eigenen Betrieb tragen wesentlich zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit bei und steigern zusätzlich die Qualität in der Produktion. Fehlerfreies Löten spart nach wie vor hohe Kosten ein und stellt gleichzeitig Qualität und Zuverlässigkeit der produzierten elektronischen Baugruppen sicher. Viele gute Gründe für Firmen der Elektronikfertigung, ihre Mitarbeiter/-innen mit dem modularen AVLE-Schulungsangebot zu qualifizieren. Mehr Informationen unter avle-training.de.
Der Autor Jürgen Friedrich ist Leiter Applikation
bei der Ersa GmbH sowie
IPC Instructor.
Foto: Ersa
