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Die Grafik zeigt die Wiederholgenauigkeit des eingestellten Lötprofils von sieben aufeinanderfolgenden Lötzyklen.
Mit dem automatischen Temperaturprofilerstellungs- und aktiven Regelungssystem Dynamic-Profiling-Plus lassen sich für jedes Produkt das optimale und reproduzierbare Temperaturprofil sicherstellen.

Bei allen Weichlötverfahren ist die Übertragung von Wärme auf das Lot und das Lötgut notwendig. Erfolgreiches Löten elektronischer Baugruppen basiert auf der Erfahrung des Prozessingenieurs. Der Schlüssel für ein gutes Lötergebnis liegt in der genauen Dosierung der erforderlichen Wärmemenge. Allerdings stellt die Bewertung von Reflow-Profilen noch immer ein schwieriges Problem dar. Bei sehr komplexen Boards mit hohem Bauteilemix und unterschiedlichen Wärmemassen ist das Einhalten eines geringen Delta-T eine große Herausforderung. Vorausgesetzt, dass der Wärmeübergangskoeffizient für ein bestehendes Lötsystem und die zu verarbeitende Baugruppe (Lötgut) konstant ist, hängt die Wärmestromdichte vor allem von der Temperaturdifferenz ab. Daher sind Temperaturmessungen im Weichlötverfahren unerlässlich.

Einfache und schnelle Temperaturprofilerstellung

Der Dampfphasen-Reflow-Lötanlagenhersteller Asscon Systemtechnik-Elektronik will mit der Weiterentwicklung des automatischen Temperaturprofilerstellungs- und aktiven Regelungssystems Dynamic-Profiling eine weitestgehend absolute Prozesssicherheit im Serienbetrieb ermöglichen. Das Regelsystem erlaubt die Echtzeitmessung jedes Lötvorgangs auf Produktebene und die automatische Erstellung und Regelung des Lötprofils. Zu diesem Zweck kommen drei Messnormale zum Einsatz, die zusammen mit der Baugruppe in der Anlage erwärmt werden. So lässt sich zerstörungsfrei das Temperatur- und Aufwärmverhalten des Produkts ermitteln und protokollieren. Das Verhalten des Messnormals wird als Stellgröße zur aktiven Profilregelung während des gesamten Lötvorgangs verwendet.

Mit dem neuartigen Dynamic-Profiling-Plus werden nun die Voraussetzungen geschaffen, dass sich die Lötanlage vollautomatisch auf das vom Anwender vorgegebene und in einer Referenzmessung ermittelte Lötprofil einstellt. Die Baugruppe wird mit den eingestellten Parametern vollautomatisch unter Verwendung des Temperaturprofils einer Referenzmessstelle/Messnormal gelötet. Dabei stellt die Referenzmessstelle sicher, dass alle weiteren Baugruppen im Serienbetrieb mit dem eingestellten Temperaturprofil gelötet werden. Aufwändige manuelle Einstellungen und Anpassungen des Lötprofils durch den Anwender gehören damit der Vergangenheit an.

Sogar in Dampfphasen-Vakuumlötanlagen kann diese Technik die tägliche Arbeit in der Fertigung erleichtern. Im Multivacuum-Lötprozess wird eine Baugruppe während eines Lötvorgangs mehreren Vakuum-Anwendungen unterzogen. Der Multivacuum-Prozess ermöglicht insbesondere auch bei Produkten mit überdurchschnittlichem Ausgasungspotenzial, wie etwa eine hohe Lagenanzahl bei Multilayer oder große Prozessoren, lunkerfreie Lötverbindungen. Dabei bietet das Verfahren die Möglichkeit, Vakuumprozesse sowohl vor als auch während des Aufschmelzens der Lotpaste auszuführen. Die Ergebnisse des Multivacuum-Prozesses lassen sich durch ein produktoptimiertes Temperaturprofil unterstützen und verbessern. Einfach und flexibel einstellbare Temperaturgradienten sichern für jedes Produkt das optimale und reproduzierbare Temperaturprofil.

Schon ab Losgröße 1

Mit „Dynamic Profiling Plus“ kann der Anwender schon bei Baugruppen in der ersten Losgröße nach dem vorgegebenen Lötprofil erfolgreich löten. Von Anfang an wird so das Risiko einer Beschädigung der Baugruppen etwa durch zu lange Zeiten über Liquidus sicher ausgeschlossen, verspricht Asscon. Mit den jederzeit reproduzierbaren Temperaturprofilen 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. Dadurch lässt sich das Beschaffen und Vorhalten von Testbaugruppen auf ein Minimum reduzieren. Geht es nach Asscon, dann stellt die automatische und kontinuierliche Überwachung jedes Lötprofils in Echtzeit eine verlässlich und konstant hohe Lötqualität (Hundertprozentiges First Pass Yield) zur Produktion von leistungsfähigen und langlebigen Produkten sicher. Da auch ein sofortiges Umstellen der Linie bei Produktwechsel möglich ist, ergeben sich für den Anwender maximale Flexibilität und Betriebszeit.

Für den Dampfphasenlötprozess stellt Dynamic-Profiling-Plus eine wichtige Komponente zur Minimierung der Fertigungsvorbereitung zur Verfügung, indem sich die anlageninterne Messeinrichtung zur Erstellung und Überwachung von Lötprofilen selbst konfiguriert und auf das gemessene Temperaturverhalten der Baugruppe hin optimiert. Eine gesicherte Rückverfolgbarkeit und Kontrolle beziehungsweise Nachprüfung der Lötprofile ist mit dem Softwaretool BDE/SQL-Datenbank jederzeit möglich. Das Tool speichert und archiviert alle relevanten Anlagendaten und Temperaturprofile, um auf diese Weise nicht nur eine lückenlose Traceability, sondern auch eine problemlose Lötprofiloptimierung, Golden-Board-Messung und Prozessvisualisierung zu ermöglichen.