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1-2016

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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Löt- und

Löt- und Verbindungstechnik Innovation bei Dampfphasen-Reflow- Lötsystemen Asscon Systemtechnik-Elektronik – kurz Asscon – präsentierte eine herausragende Neuentwicklung: das Multi-Vakuum- Inline-Lötsystem VP7000. Diese Anlage ist die einzige echte auf dem Markt verfügbare werkstückträgerlose Inline-Anlage für das Dampfphasen-Vakuumlöten. Das System VP7000 eignet sich für die lunkerfreie Serienfertigung hochkomplexer Baugruppen inkl. 3D-MID im Dauerbetrieb (24/7) mit Voidraten unter 1% ebenso wie für die Kleinserienproduktion mit höchsten Qualitätsansprüchen. Verarbeitet werden können Baugruppen mit Abmesssungen bis zu 1000 x 450 x 60 mm (L x B x H). Links: Lötstelle konventionell gelötet (mitVoids/Lunkern), rechts: Lötstelle unter Vakuum gelötet (lunkerfrei) Bleifrei-Lötung Besonders bei der Bleifrei- Lötung ist die unmittelbar dem Aufschmelzprozess folgende Vakuumbehandlung ein Garant für lunkerfreie Lötverbindungen. Durch die Vorteile der modernen Asscon Dampfphasen-Löttechnologie in Kombination mit der von Asscon patentierten Multivakuumbehandlung, bei der eine Baugruppe vor und während eines Lötvorgangs mehreren Vakuum-Anwendungen unterzogen wird, erreicht die Qualität der Lötung ein bisher unerreicht hohes Niveau. Das System besticht neben dem verfahrensbedingt um bis zu 60% niedrigeren Energieverbrauch – im Durchschnitt 3,5 kW pro Stunde - und den damit einhergehenden niedrigen Betriebskosten auch durch seine hohe Betriebssicherheit. Dazu Asscon-Geschäftsführer Claus Zabel: „Besonders bei großflächigen und energieübertragenden Lötverbindungen wie beispielsweise bei Leistungsmodulen ist das lunkerfreie Löten von großer Bedeutung. Unser neues Multi-Vakuum-Inline- Lötsystem VP7000 ist die Antwort auf alle Applikationen mit höchsten Qualitätsansprüchen.“ Mehrfach-Vakuumbehandlung Neben den lunkerfreien Lötstellen durch die Anwendung einer Mehrfach-Vakuumbehandlung des Lötgutes nach dem Aufschmelzen glänzt das neue Multi-Vakuum-Inline-Lötsystem VP7000 von Asscon mit einer Reihe weiterer Vorteile und Features, u.a. ein oxidationsfreier Lötprozess in sauerstofffreier Dampfzone ohne Verwendung von Schutzgas, die Einstellbarkeit der Temperaturgradienten während des gesamten Aufheizprozesses, die sichere Vermeidung von Überhitzung oder Zerstörung der elektronischen Baugruppen sowie von Abschattungen, die gleichmäßige Erwärmung der Baugruppen sowie u.a. das absolut reproduzierbare Temperaturprofil auch bei unterschiedlichen Baugruppen. Kurze Aufheizzeiten Das System besticht darüber hinaus durch kurze Aufheizzeiten, eine bedienerfreundliche Mikroprozessorsteuerung, ein ausgeklügeltes Überwachungsund Störmeldesystem sowie eine optimale Zugänglichkeit für Wartung und Service. Höchstmögliche Prozesssicherheit wird durch den Einsatz von ASB/TGC gewährleistet. ASB (Automatic Solder Break) ist die automatische Erkennung des erfolgreich abgeschlossenen Lötprozesses und TGC (Temperature Gradient Control) bedeutet einstellbare Temperaturgradienten im gesamten Lötprozess. 26 1/2016

Löt- und Verbindungstechnik Das erste „faire“ Lötzinn Die Initiative Fairlötet war nach einjähriger Arbeit erfolgreich. Die Macher stellten den sogenannten fairen Lötdraht, der in Kooperation mit dem Industriepartner Stannol entwickelt wurde, bereits im Herbst 2015 vor. In jedem Elektronikprodukt, vom Handy bis zum Fernseher, wird Zinn in Form von Lötzinn verwendet. Man braucht es, um die verschiedenen Komponenten im Gerät miteinander zu verbinden. Obwohl sich Zinn sehr gut recyceln lässt, wird der größte Teil des Zinns weiterhin in Entwicklungs- und Schwellenländern abgebaut. Dieser Abbau passiert oft unter großer Belastung für Mensch und Umwelt. Im Sommer 2014 entstand die Idee zu einem „fairen“ Lötzinn, welches ohne Ausbeutung von Menschen und Umweltzerstörung produziert wird. „Die einzige Möglichkeit diese Anforderung umzusetzen, ist aktuell die Nutzung von recyceltem Zinn“, so Astrid Lorenzen, Sprecherin der Initiative. Nach ersten Pressemeldungen über Fairlötet nahm das deutsche Traditionsunternehmen Stannol Kontakt zur Initiative auf. In enger Zusammenarbeit haben die Partner die Kriterien für faires Lötzinn festgelegt und in einem Whitepaper veröffentlicht. Das Ergebnis ist der Lötdraht HS-10 „fair“. Teile der Erlöse aus dem Verkauf des Lötdrahts gehen in die Unterstützung von Organisationen in den betroffenen Ländern und die weitere Arbeit von Fairlötet. Stannol GmbH www.stannol.de, wwwfairloetet.de Auf Basis gängiger Schnittstellen ist eine Integration und automatischer Betrieb in eine(r) Produktionslinie gewährleistet. Optional steht eine Schnittstelle für den Produktionseinsatz nach ISO 9000 zur Verfügung, ebenso optional ist der Betrieb unabhängig von externem Kühlwasser durch ein integriertes Kühlsystem möglich. Unterstützt wird dies auch durch „Dynamic Profiling“ – ein Verfahren zur automatischen Regelung des optimalen Lötprofils im Serienbetrieb. Via TGC einstellbare Temperaturgradienten Dampfphasenlöten Dampfphasenlöten ist das ideale Verfahren für die moderne Löttechnologie, denn Dampf als Energieübertragungsmedium ist eines der effektivsten Verfahren zur Erwärmung von Baugruppen. Der Wirkungsgrad ist um ein Vielfaches höher, als etwa bei Erwärmung durch Konvektion. Durch die Verwendung einer speziellen Flüssigkeit (Galden) wird eine sauerstofffreie Prozessatmosphäre geschaffen, in der der gesamte Vorwärm- und Lötprozess oxidationsfrei abläuft. Elektronische Baugruppen können damit in praktisch jeder Ausführung fehlerfrei gelötet werden. Einfach und flexibel einstellbare Temperaturgradienten sichern für jedes Produkt das optimale, absolut reproduzierbare Temperaturprofil. Damit entfallen – von der Prototypen-Fertigung bis hin zur Serienproduktion - aufwändige Versuchsreihen und Linienrüstzeiten. Das spart Zeit und Geld und sichert außerdem eine konstant hohe Produktqualität. Im Multivakuum-Lötprozess wird eine Baugruppe während eines Lötvorgangs mehreren Vakuum-Anwendungen unterzogen. Dabei bietet das Multivakuum-Verfahren die Möglichkeit, Vakuumprozesse sowohl vor als auch während des Aufschmelzens der Lotpaste auszuführen. Liquidustemperatur Vakuumprozesse vor Erreichen der Liquidustemperatur eignen sich besonders, um beim Fügen der Lötpartner entstandene Lufteinschlüsse z.B. infolge Ausschöpfens der Lotpaste beim Rakelvorgang schon vor dem Aufschmelzen der Lotpaste, zu entfernen. Auf diese Weise wird dieses Lunkerpotential schon vor Beginn des Erwärmungsprozesses eliminiert. Im weiteren Fertigungsprozess verbleiben damit als Hauptursache für gasförmige Lunker in der Lötstelle im Wesentlichen Ausgasungen aus Bauteilen, Leiterplatten und Basismaterialien sowie reaktives Gas, das während des Entfernens der Oxydschichten durch das Flussmittel freigesetzt wird. Um diese Lunker aus der noch flüssigen Lötstelle effektiv zu entfernen, kann durch das Multivakuum-Verfahren eine Baugruppe in kurzfristiger Abfolge mehreren unabhängig steuerbaren Vakuumprozessen unterzogen werden. Durch ein mehrfach aufeinanderfolgendes Evakuieren werden Lufteinschlüsse in der Lötstelle so bewegt, dass sie in die Randbereiche der Lötstelle gelangen und dort sehr effektiv entfernt werden können. Vor allem bei großflächigen Lötverbindungen können damit signifikant mehr Lufteinschlüsse entfernt werden, als mit lediglich einem einzelnen Vakuumschritt. Der Multivakuum-Prozess ermöglicht insbesondere auch bei Produkten mit überdurchschnittlichem Ausgasungspotential (z.B. hohe Lagenanzahl bei Multilayer, große Prozessoren) lunkerfreie Lötstellen. Gase, die hier noch während des ersten Vakuumschritts in die Lötstelle eintreten, können durch weitere Vakuumschritte ebenfalls wirkungsvoll aus der noch flüssigen Lötstelle entfernt werden. Der Multivakuum-Lötprozess ist die Antwort auf die Herausforderungen zukünftiger Produkte und ein weiterer Meilenstein von Asscon in der Vakuumlöttechnologie. Er überwindet die Grenzen modernen Lötens und startet die Zukunft elektronischer Baugruppenfertigung. Asscon Systemtechnik- Elektronik GmbH www.asscon.de 1/2016 27

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