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Beim Löten von Leiterplatten mit großen thermischen Massen und großem Bauteilmix kommen Konvektions-Reflowlötanlagen schnell an ihre physikalischen Grenzen. Kleine Bauteile werden überhitzt, massereiche Bauteile werden nicht verlötet oder die Taktzeit kann nicht erreicht werden. Mit der smartPhase-Technologie entledigen Sie sich dieser Sorgen.
Gerade sehr langen Leiterplatten können verfahrensbedingt beim Konvektionslöten nicht homogen erwärmt werden, da unterschiedliche Temperaturzonen durchlaufen werden. Dies führt zu „warpage“, Taktzeitproblemen und Lötfehlern. Die smartPhase erwärmt Baugruppen von bis zu 1200 mm gleichmäßig, präzise und rückverfolgbar.
Die Einsparungen durch sehr niedrige Stromverbräuche sowie die Vermeidung von Stickstoff gegenüber dem Konvektionslöten sind enorm. Darüber hinaus macht sich der Zeitfaktor beim Umstellen auf andere Temperaturprofile gegenüber dem konventionellen Verfahren sehr schnell in Ihrem Geldbeutel bemerkbar.
Immer mehr Funktionen auf immer kleinere Fläche. Der Trend der Miniaturisierung in der Elektronikindustrie hält nach wie vor an. Parallel dazu steigt der Einsatz von hochintegrierten, massereichen Bauteilformen. Diese Tendenz zeigt sich auch bei der Entwicklung von Leiterplatten. Das wiederum hat Auswirkungen auf den Reflow-Prozess. Große thermische Massen sind ebenso eine Herausforderung für den Lötprozess wie unterschiedliche thermische Massen durch starken Bauteilmix, was erheblichen Einfluss auf das Delta T hat. Der hohe Qualitäts- und Stückzahldruck belastet den Produzenten zusätzlich. Mit der smart Profiling Reflow Technology ist man sicher für die Zukunft gerüstet.
Das Verfahren basiert auf dem flüssigen Polymere Galden. Mittels natürlicher Konvektion umspült das verdampfte Perfluorpolyeter (Galden) die zu lötenden Leiterplatten. Durch die Wärmemenge des Dampfes und der Wärmeenergie, die beim Kondensieren auf der kälteren Baugruppe frei wird, kann eine sehr effiziente Wärmeübertragung erreicht werden, die um ein Sechsfaches höher ist als bei Luft oder N2 (Kondensationslöten). Galden hat, je nach „Einstellung“ der Moleküllänge, einen definierten Siedepunkt (meist 235 °C oder 240 °C). Ein Überhitzen oder Verbrennen der Baugruppe bzw. einzelner Komponenten ist somit nicht möglich. Die hohe Wärmeenergie und der hervorragende Wärmeübertragungskoeffizient ermöglichen ein geringes ΔT und somit eine niedrige TAL (Time above Liquid).
In der Prozesskammer befindet sich flüssiges, inertes Galden. Direkt und verzögerungsfrei wird das Medium erhitzt, verdampft und bildet eine definierte „Dampfdecke“. Der Siedepunkt ist materialspezifisch und liegt für bleifreie Verbindungen üblicherweise bei 240 °C (oft auch 235 °C). Alles was sich im Galdendampf befindet, kann also nicht heißer als 240 °C (oder 235 °C) werden.
In der Prozesskammer nimmt die Dampfdichte (molekulare Dichte) von unten nach oben ab (der Dampf expandiert). Das bedeutet, dass die Wärmeenergie oben in der Prozesskammer niedriger ist als unten. Genau diese physikalische Eigenschaft macht man sich zu nutzen. Die gesamte Kammer wird präzise und exakt auf die im Lötprofil festgelegten Positionen über die Baugruppe verfahren. Die Baugruppe bewegt sich während des ganzen Vorgangs nicht. Feinste Temperaturprofile können somit sehr schnell eingefahren und reproduzierbar wiederholt werden.
Die Anlage ist in drei Zonen aufgeteilt:
In Zone 1 werden die Boards geladen. Auf einer Transportstreckenlänge von bis zu 1200 x 800 mm können auf Single-Lane oder Dual-Lane, entsprechend viele Leiterplatten geladen werden. Ist der Conveyor im Ladebereich voll besetzt, fahren die Baugruppen zusammen in die Prozesszone (Zone 2) ein und die Lade-Zone kann neu beladen werden. Die Boards in der Prozesszone werden reproduzierbar und permanent überwacht mit dem gewählten Temperaturprofil gelötet. Die dritte Zone ist die Kühlphase, in welche die gelöteten Baugruppen nach dem Lötzyklus einfahren. Anders als beim Konvektionslöten entspricht die Kühlzeit in etwa der gesamten Heizphase. Dadurch kann ein sehr effizientes Kühlen erreicht werden.
Eine durchdachte Anlagenkonstruktion in Verbindung mit dem effizienten Lötverfahren sind der Garant für einen hohen Durchsatz bei bestmöglicher Lötqualität.
Die geforderte Stückzahl in der optimalen Zeit mit besten Total Cost of Ownership zu produzieren, ist das Ziel des Unternehmens. Neben reproduzierbarer Qualität und Durchsatz sind daher auch die direkten und indirekten Kosten zu betrachten. Als erheblicher Faktor in der TCO-Betrachtung haben sich die Flächenkosten entwickelt. Auf eine Länge von 3,70 m (HS 10/05) bzw. 4,50 m (HS 12/08) verwirklichen die smartPhase-Modelle Durchsätze, für welche (produktabhängig) sehr lange Konvektionsöfen zum Einsatz kommen müssten. Darüber hinaus zeichnet sich das Anlagen-Konzept durch niedrige Stromaufnahmen, hohe Flexibilität und geringem Wartungsaufwand aus. Faktoren, die sich unmittelbar auf Ihre Stückkosten auswirken.
Neben Einzelkomponenten können wir für Sie die Projektierung und Realisierung Ihrer Fertigung übernehmen.
Über 90 % unserer Kunden entscheiden sich bei uns für einen Kauf einer kompletten Linie.
Das hat mehrere entscheidende Gründe:
Was ist der Vorteil vom Kondensationslöten bzw. dem Löten mit Dampfphase gegenüber dem Konvektionslöten?Der definierte Siedepunkt sorgt für eine spezifische Dampftemperatur. Nichts was sich in dem Dampf befindet kann eine höhere Temperatur erreichen (kein Überhitzen von elektronischen Komponenten). Durch das Kondensieren des Galdendampfes auf der Baugruppe wird Kondensationswärme frei. Die Wärmeübertragung ist sechsmal effizienter als mit Stickstoff oder Luft. Dadurch erhält man eine hervorragende TAL (time above liquid). Das verhindert thermische Lötfehler. |
Spricht man beim Dampfphasen-Löten auch von Reflow oder Reflowlöten oder meint man damit ausschließlich Konvektionslöten?Der Begriff Reflow bedeutet Wiederaufschmelzen. Lot, in Form von Lotpaste, wird wieder aufgeschmolzen und bildet so die Intermetallische Phase zwischen Bauteil und Lötpad. Diese ist für die elektrische Verbindung verantwortlich. Ob die Wärmeenergie nun mit Zwangskonvektion von Luft oder Stickstoff erreicht wird oder mittels Galdendampf, ist für die Namensgebung des Prozesses unerheblich. Bei beiden Verfahren wird Reflow-gelötet. |
Kann man bei Ihrem Lötverfahren (Dampfphase) ein für die jeweilige elektronische Baugruppe angepasstes Temperaturprofil einstellen?Unser Verfahren ist einzigartig. Die Leiterplatte steht während des ganzen Lötprozesses. Innerhalb der Dampfkammer (Prozesskammer) nimmt die Wärmemenge von unten nach oben ab, da der Dampf expandiert. Die Temperatur des Dampfes bleibt aber konstant. Nun verfährt die Prozesskammer präzise über die Baugruppe und verweilt da, wo Sie es für Ihr Profil benötigen. Somit kann ein sehr feines und homogenes Temperaturprofil erreicht werden. |
Wie aufwendig ist die Umrüstung der Anlage bzw. des Temperaturprofils, was in einer flexiblen Fertigung (high mix production) oft vorkommt?Denkbar einfach! Sie rufen einfach das vorher abgespeicherte Temperaturprofil auf und starten den Lötprozess. Anders als beim Konvektionslöten hat die Strahlung des Ofens kaum Einfluss auf das Temperaturprofil. Sie können also in Sekunden das Lötprofil für die neue Baugruppe, unabhängig von der thermischen Masse, starten. |
Hat das Vaporphase-Verfahren qualitative Vorteile oder muss man mit einer höheren Anzahl von Lötfehlern rechnen?Ein homogenes Erhitzen der Leiterplatte, ideale Temperaturgradienten, kürzeste Time Above Liquid und ein durch das Galden vorgegebene Maximaltemperatur (üblicherweise 235°C oder 240°C) eliminieren nahezu alle thermisch bedingten Lötfehler und sorgen für beste Lötqualität. |
Was unterscheidet die smartPhase von anderen Dampfphasen?Die Leiterplatte steht während des ganzen Lötvorgangs (keine Bewegung) und wird homogen mit dem idealen Profil aufgeheizt. Jedes Lötprofil wird in Echtzeit (closed loop) überwacht. Dazu können, je nach Maschinentyp, sehr niedrige Taktzeiten und somit sehr hohe Durchsätze erreicht werden. |
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