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04.08.2015 | Elektro & Elektronik | geschrieben von Abteilung Marketing¹ | Pressemitteilung löschen

Mit oder ohne Vakuum? Flexible Lösung für das Reflowlöten

Eine neue Vakuum-Einheit ermöglicht nun Konvektions-Lötprozesse mit Unterdruck - in nur einem Prozess.

Vakuum in der Elektronikfertigung
Als sich Galileo Galilei (1564 -1641) die Frage nach der Existenz der absoluten Leere (lateinisch: vacuus) stellte, wurde sie erstmals aus dem philosophischen in den physikalisch/technischen Bereich überführt. Heute, 368 Jahre nach der Erzeugung des ersten künstlichen Vakuums durch Torricelli, sind Vakuumtechnologien ein wichtiger und gängiger Bestandteil der Verfahrenstechnik. In der Elektronikfertigung ist insbesondere die Anwendung des Grobvakuums (von 300 mbar bis hin zu 1 mbar) zu verschiedenen Zwecken sehr verbreitet. Die wichtigsten unter ihnen sind Trocknen, Lackieren, Gaswechsel und Vakuumlöten. Während der Einfluss der Poren auf die Zuverlässigkeit der Lötstellen von Komponenten mit geringer Strombelastung, z.B. bei Signalübertragung, seit Jahren für heiße Debatten unter Forschern und Anwendern sorgt, werden insbesondere in der Leistungselektronik und Hochzuverlässigkeitstechnik porenfreie Lötstellen zunehmend gefordert. Diese werden erzeugt, wenn das noch schmelzflüssige Lot nach der Realisierung der Lötstelle einem Vakuumprozess unterzogen wird.

Reflowlöten und Vakuum - langjährige und erfolgreiche Synergie
Die Anwendung des Vakuums beim Löten elektronischer Baugruppen ist in der Firmengeschichte von Rehm (http://www.rehm-group.com) sehr tief verwurzelt. Bereits im Jahr 1999 wurde das erste Vakuumlötsystem VAC400 auf den Markt gebracht. Kurz darauf wurde in einem Condenso-Lötsystem die Kondensations-Löttechnologie (Dampfphasenlöten) mit geeigneter Vakuumtechnik kombiniert. Beim Vakuumlöten mit der Condenso kann das Vakuum in der Prozessabfolge wahlweise als Vorvakuum, und/oder finales Vakuum verwendet werden. So bietet die Condenso neben ihrer hervorragenden Wärmeverteilung sowohl die Möglichkeit zum Trocknen von Pasten, als auch zur Erzeugung porenfreier Lötstellen.

Der Wunsch nach einem höheren Durchsatz und einer besseren SMD-Linien-Integration verlangte neue technologische Lösungsansätze. Durch die Kombination einer Konvektions-Reflowlötanlage der Baureihe VisionXP+ und einer Vakuumkammer wurde das sich bereits etablierte Know-how für beide Technologien erfolgreich in einer neuen Option für diesen Anlagentyp vereinigt.

Flexible Vakuumoption
Die VisionXP+ mit Vakuumoption entfernt bereits direkt nach dem Aufschmelzen des Lotes - während sich das Lot noch im optimalen schmelzflüssigen Zustand befindet - zuverlässig Poren und Ausgasungen. Mit einem Vakuumwert zwischen 100 mbar - 10 mbar sind Voidraten von unter 2 % realisierbar (Abb. 1a). Für eine exakte Einstellung der Prozessparameter wird bei der VisionXP+ Vac das Vakuum nicht an der Vakuumpumpe, sondern direkt in der Prozesskammer gemessen. Druckverlauf und Geschwindigkeit können individuell eingestellt und als Profilparameter abgesichert werden. Der mechanische Aufbau der Anlage bietet die Option, das Vakuum wahlweise zu nutzen oder die VisionXP+ als klassische Konvektions-Lötanlage zu verwenden.

Reduzierter Wartungsaufwand
Die Vakuumkammer wird bei der VisionXP+ Vac als Ergänzung zu den vorhandenen Peakzonen installiert. Die integrierte Pyrolyse und separate Filterung der in der Vakuumkammer abgesaugten Atmosphäre sind zusätzliche Pluspunkte im Bereich der Wartung und Reinigung. Ein ausreichend dimensionierter Stellweg der Vakuumkammer in der Servicestellung erlaubt eine gute Zugänglichkeit an die inliegende Mechanik während der Wartungsintervalle. Das automatische Auffahren der Prozesskammer in Prozess- oder Wartungsposition minimiert Stillstandzeiten und verringert den Wartungsaufwand.

Geteiltes, separat geregeltes Transportsystem
Die VisionXP+ Vac verfügt über einen dreigeteilten Transport: Vorheiz-/Peakbereich, Vakuum-Einheit und Kühlstrecke. Alle drei Bereiche des Transportsystems werden optional mit einer Mittenunterstützung für besonders breite Baugruppen ausgestattet. Die Möglichkeit, beim Einsatz des Vakuums die Transportgeschwindigkeit im Kühlbereich zu reduzieren, erlaubt es, die Kühlzeit der Baugruppen zu verlängern und damit eine optimale Temperatur für nachfolgende Prozessschritte zu gewährleisten. Mit der Erweiterung des Transportsystems um eine zweite Spur wird der Durchsatz der Anlage zusätzlich erhöht.

Präzise Druck- und Temperaturprofilierung
Alle Heizzonen der VisionXP+ Vac sind individuell regelbar und thermisch voneinander getrennt, wodurch eine flexible Profilführung und ein stabiler Reflowprozess gewährleistet werden. Die Messung eines Temperaturprofils bei eingeschaltetem Vakuumprozess (Abb. 4) zeigt, dass trotz eines sehr niedrigen zu erreichenden Unterdrucks von 10 mbar, alle Profilvorgaben ( 3 K/s Aufheizen, tL 90 s, TP 240 °C) erfüllt wurden. Mit Hilfe der in der Kammer integrierten Heizung kann die Temperatur der Baugruppe in der Vakuum-Einheit an die Vorgaben der gängigsten Normen angepasst werden. Durch diese raffinierte Lösung gelingt ein zeiteffizienter und stabiler Produktionsablauf.

Kondensation oder Konvektion - Rehm (http://www.rehm-group.com) bietet beide Verfahren mit und ohne Vakuum
Um eine geeignete Kombination aus Kondensations- oder Konvektionslöten und der Vakuumtechnologie zu identifizieren, müssen die einzelnen zu erfüllenden Ziele genau analysiert werden. Trotz einer gemeinsamen Hauptanforderung, den Porenanteil in den Lötstellen zu reduzieren, unterscheiden sich die Möglichkeiten und die Anwendungsbereiche der Lötverfahren. Dabei kann insbesondere die Art der zu verarbeitenden Baugruppen, die Verfügbarkeit des Vakuumprozesses und die Produktivität als einschneidend eingestuft werden.

Die fertigungs-, baugruppen- und kundenspezifischen Aspekte spielen stets eine primäre Rolle bei der Auswahl der optimalen Kombination aus Löt- und Vakuumtechnologie. In unserem Technology Center in Blaubeuren besteht die Möglichkeit beide Verfahren zu testen und den für die zu fertigende Baugruppe optimalen Prozess festzulegen. Seit der Markteinführung der VisionXP+ Vac wurden bereits mehrere Anlagen erfolgreich am Markt platziert. Die signifikante Erhöhung der Zuverlässigkeit der Lötstellen bei Einsatz des Vakuum-Prozesses und die Flexibilität des Systems, diesen Vakuum-Prozess bei Bedarf auch ausschalten zu können, haben unsere Kunden überzeugt.

¹ Für den Inhalt der Pressemeldung/News ist allein der Verfasser verantwortlich.
http://www.rehm-group.com/
Rehm Thermal Systems GmbH
Leinenstrasse 7 89143 Blaubeuren-Seissen

Pressekontakt
http://www.apros-consulting.com
APROS Int. Consulting & Services
Rennengaessle 9 72800 Eningen

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