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Deutschland an der europäischen Spitze: Allein die deutsche Elektronikindustrie generiert über ein Viertel des Gesamtumsatzes der 27 EU-Staaten und im Jahr 2010 war die Elektronikindustrie die zweitgrößte Industriebranche Deutschlands.
Moore’s Law macht’s möglich: Die fortschreitenden Entwicklungen in der Halbleiterindustrie treiben die Innovationen in der elektronischen Baugruppenfertigung kontinuierlich an.
Heute bewegt sich der jährliche Umsatz der Elektronikindustrie allein in Deutschland deutlich über 100 Mrd. Euro, wobei den Löwenanteil die Automation und der Elektromaschinenbau bestreitet.
Firmengebäude Rehm Thermal Systems in Blaubeuren-Seissen: Im Jahr 2013 wird das neu gebaute Gebäudekomplex eingeweiht, der nun moderne Seminarräume und ein 460 m² großes Technology-Center mit umfangreichen Testequipment beherbergt und das Thema Löten live
Blick in die Produktion des aktuellen Flaggschiffs VisionXP+. Das Reflow-Konvektions-Lötsystem ist besonders energieeffizient, vermag nachweislich bis zu 20 Prozent Energie einzusparen und produziert durchschnittlich 10 t weniger CO2 im Jahr.
Zarte Anfänge: Wolfgang Zeifang (l.), erster Mitarbeiter und heute technischer Betriebsleiter von Rehm, und Johannes Rehm vor der ersten Lötanlage aus dem Jahr 1990.

In der Geschwindigkeit des technischen Fortschritts gilt das 20. Jahrhundert als das schnellste bisher. Die Zahl der Neuerungen und ihrer Weiterentwicklungen war schwindelerregend hoch – angefangen mit dem Auto über die Fliegerei bis hin zu Fernsehern und Telefonen. Alles Dinge, die heute ganz selbstverständlich zum Alltag gehören. Hätte man vor 30 Jahren behauptet, dass heute beinahe jeder von uns mit einem drahtlosen Telefon überall erreichbar wäre, einem Gerät, das in Sekundenschnelle Daten und Nachrichten aus der ganzen Welt anzeigen kann – man wäre kopfschüttelnd für einen Fantasten gehalten worden.

Schlüsselbranche für Innovationssprünge

Aber es brauchte Menschen mit Visionen, die sich solche Dinge vorstellen konnten, an ihre Umsetzbarkeit glaubten und sie schließlich in die Tat umsetzten. Der Elektronikindustrie kommt in diesem schnellen Prozess die Rolle einer Schlüsselbranche zu, der ein großer Teil des realisierten Fortschritts zu verdanken ist. Ohne die Entwicklungen der Elektronikindustrie wäre so manche Innovation auf dem Markt nicht möglich gewesen – und die Elektronikindustrie ist ein relativ junger Mitspieler bei der Industrialisierung. Der Übergang von der vorwiegend mechanischen Industrie hin zum Einsatz von Elektrotechnik und Elektronik begann so richtig erst in der Mitte des vergangenen Jahrhunderts, also erst vor etwa 60 Jahren. Moderne Technik ist ohne Elektronik gar nicht mehr vorstellbar. Das gilt natürlich für Computer, Handys und den Elektromaschinenbau, aber auch für einfache Haushaltsgeräte. Heute bewegt sich der jährliche Umsatz der Elektronikindustrie allein in Deutschland deutlich über 100 Mrd. Euro, wobei der größte Anteil daran, 26 Prozent, im Sektor Automation und Elektromaschinenbau generiert wird. Im Jahr 2010 war die Elektronikindustrie die zweitgrößte Industriebranche Deutschlands – mit 816.000 Beschäftigten.

Allein die deutsche Elektronikindustrie generiert über ein Viertel des Gesamtumsatzes der 27 EU-Staaten. In der Produktivitätssteigerung liegt die deutsche Elektronikindustrie mit einem Jahresdurchschnitt von etwa 6 Prozent beinahe 50 Prozent vor Großbritannien mit 4 Prozent und Frankreich mit knapp 4,5 Prozent. In der Wertschöpfung der Elektronikindustrie in der Europäischen Union erwirtschaftete die deutsche Elektronikindustrie im Jahr 2010 gar einen Anteil von 38 Prozent. Man kann die Elektronikindustrie mit Fug und Recht als einen Wachstumsmotor der deutschen Wirtschaft bezeichnen.

Blick zurück in die Zukunft

Ein Bauteil und die begleitenden Technologien im Elektromaschinenbau seien hier herausgepickt, welches in seiner Entwicklung den Fortschritt der Elektronikindustrie maßgeblich begleitet hat: die Leiterplatte, respektive die gedruckte Schaltung. Erst Anfang der 1950er Jahre wurden Leiterplatten erstmals industriell eingesetzt. Es waren einseitig bedruckte Platinen. Die Bauteile wurden von der unbedruckten Seite her durchgesteckt und auf den kupfernen Leiterbahnen auf der anderen Seite verlötet – alles manuelle Prozesse, von einer Automation war man noch weit entfernt. Bis dahin waren elektronische Bauteile frei verdrahtet worden. Das heißt, sie hingen an Drähten frei in den Gehäusen und waren nur an den Enden verlötet. Klar, dass solche Produkte nur von Hand hergestellt werden konnten. Durch die Entwicklung von Leiterplatten bekamen die Produktentwickler ganz neue Möglichkeiten zur Hand, ihre Produkte zu gestalten und mit wachsendem Kenntnisstand zog die Spirale an. Die Hersteller von Leiterplatten und Baugruppen boten neue Technologien an und die Entwickler forderten für neue Produkte neue Fähigkeiten in der Produktion.

Anfangs war die Herstellung von Leiterplatten noch ein komplexer und zeitaufwendiger Prozess, die Automatisierung war noch in den Kinderschuhen und die Bestückung einer Leiterplatte nur von Hand möglich. Erste Bestückungsautomaten kamen Mitte der 1970er Jahre auf den Markt. Eine Reaktion auf immer kleiner werdende Bauteile, teilweise kleiner als 1 mm², so genannte ‚Pick-&-Place‘-Automaten konnten damit umgehen. Nur waren die Lötprozesse, um die Bauteile auf den Leiterplatten zu fixieren, für solch feine Strukturen noch relativ unzuverlässig – und schnell waren sie auch nicht.

Geburtsstunde der Lötanlagen

Johannes Rehm lenkt seit 25 Jahren erfolgreich die Geschicke seines mittlerweile global aufgestellten Unternehmens.

Johannes Rehm lenkt seit 25 Jahren erfolgreich die Geschicke seines mittlerweile global aufgestellten Unternehmens.Rehm

Neue Anforderungen benötigen angepasste Prozesse. Die geforderten Schaltungen sollten in akzeptabler Zeit, in ausreichender Stückzahl und in zuverlässiger Qualität produziert werden – ohne Automatisierung schlichtweg unmöglich. Erkenntnisse der Forschung brachten weitere Entwicklungen hervor. In diesem Umfeld begann man im Jahr 1990 in Blaubeuren bei der jungen Rehm Thermal Systems Lötanlagen zur Automatisierung und Optimierung der thermischen Prozesse in der elektronischen Baugruppenproduktion zu entwickeln. Mit einem neuartigen Reflow-Lötprozess unter Schutzgasatmosphäre schafften sie dann einen innovativen Technologiefortschritt und brachten die industrielle Fertigung von Baugruppen ein gutes Stück voran.

25 Jahre Qualität, Innovation und Know-how

Rehm Thermal Systems feiert im April sein 25. Firmenjubiläum. Was am 1. April 1990 begann, war alles andere als ein Aprilscherz: Mit einer innovativen Idee, einem Schweißgerät und einer Produktionsfläche von 45 m2 schickte sich Johannes Rehm an, seine eigene Firma Rehm Anlagenbau zu gründen. Der Geschäftsführer des heute als Rehm Thermal Systems bekannten Unternehmens konstruierte kleine Reflow-Lötanlagen, die mit leicht zugänglicher, zu öffnender und gasdichter Prozesskammer besonders stabile Lötprozesse realisierbar machten und zudem sehr wartungsfreundlich sind. Diese Innovation weckte schnell das Interesse einiger namhafter Kunden, schließlich war Reflow-Löttechnik noch am Anfang der Entwicklung. Die Erfolgsidee gab der Branche im Jahr 1990 entscheidenden Auftrieb. Seither ist Rehm auf Expansionskurs: Mittlerweile arbeiten mehr als 450 kreative Köpfe weltweit für die Firma und auch das Produktportfolio wächst. Heute umfasst es neben Reflow-Lötsystemen mit Konvektion, Kondensation und Vakuum auch Trocknungs- und Beschichtungsanlagen, Kalt- und Warmfunktionstestsysteme sowie Anlagen zur Metallisierung von Solarzellen. Mit der Realisierung von individuellen Sonderanlagen, die speziell auf Kundenwünsche abgestimmt sind, hat sich Rehm auch international einen Namen gemacht. Das Unternehmen ist mit Produktionsstandorten in Deutschland und China sowie 26 Vertretungen in 24 Ländern weltweit eine feste Größe.

Mit Markteinführung der Labtops oder neuer Speichertechnologien in den 1990er Jahren war ein weiterer Schritt in Richtung Miniaturisierung getan und Multilayer-Platinen mit zahlreichen Vias in den einzelnen Lagen kamen auf. Die SMDs wurden noch kleiner und anspruchsvoller wie etwa Ball Grid Arrays. Schlagworte wie HDI, CSP, QFN in den 2000er Jahren für Produkte wie MP3-Playern, Handys oder Flachbildschirmen machten die Entwicklung noch effektiverer Lötverfahren nötig. Nicht zu vergessen ist auch der Trend des bleifreien Lötens (RoHS Gesetzgebung), welcher dieses Jahrzehnt mitprägte. Es führte dazu, dass es kleinere Arbeitsfenster beim Löten gab. Wurde bisher bei Mainstream-Loten ab 183 °C bei bleihaltigen Loten gearbeitet, musste nun mit 217 °C bei bleifreien Loten umgegangen werden. Daher war es notwendig neue Systeme zu entwickeln, die eine noch bessere Wärmeübertragung und differenzielleres Wärmemanagement (Temperaturprofilierung) ermöglichen.

Miniaturisierung treibt Lötverfahren voran

Aktuell setzen anspruchsvolle Bauteile, Smartphones und LEDs weitere Trends. Komplexe Bauteile, Package On Package (PoP), Embedded Components und Frequenzen von mehr als 8 GHz fordern immer weitere Entwicklungen bei den Lötverfahren. Zum Beispiel benötigt die regenerative Energiebranche Wechselrichter mit hohen Leistungen. Mit der Vakuum Reflowtechnik lassen sich heute die Anwendungen poren-/voidfrei auf den Baugruppen verlöten. Hier ist die Entwicklung noch lange nicht am Ende.

Auch bei den aktuellen Anforderungen des 2010er Jahrzehnts müssen Produktentwickler und die Entwickler der modernen Löttechnik Hand in Hand gehen und gemeinsame tragfähige Konzepte entwerfen, die den Anforderungen der modernen industriellen Fertigung gerecht werden können. Zum Beispiel auf die Herausforderungen bei Klimaschutz und Umwelteinflüsse wird bei Rehm Thermal Systems mit der aktuellen Protecto-Anlage eingegangen, die sich um den Schutz von hochbeanspruchter Elektronik kümmert. Mit einem Schutzlackprozess werden die Anwendungsmöglichkeiten und die Lebensdauer bei Endprodukten verbessert. Derzeit arbeitet Rehm mit Industriepartnern an thermischem (Warm-, Kalt-) Testequipment, das vor allem die Automobilindustrie braucht und die Elektronik robuster und langlebiger macht – neue Technik verlangt Fortschritt. Oder verlangt Fortschritt neue Technik?

Rehm-Technologietage

Das 25. Firmenjubiläum ist für Rehm auch Anlass, um über neuesten Fertigungsstrategien in der Welt der Elektronik zu informieren: Am 16. und 17. April 2015 lädt das Unternehmen zu seinen Technologietagen am Hauptstandort in Blaubeuren-Seissen ein, die ganz im Zeichen technologischer Innovationen stehen. In Vorträgen und Präsentationen stellen Forscher und Entwickler von Rehm bekannte und neue Lötverfahren sowie SMT-Technologien vor. Fachbesucher haben die Möglichkeit mit den Experten und ausstellenden Partnerfirmen über aktuelle Trends in der Elektronikbranche wie den Vakuumprozess beim Reflowlöten genauso zu diskutieren wie über die Entwicklungen bei der Beschichtung von hochsensibler Elektronik oder über clevere Tools zur Prozessüberwachung. Darüber hinaus werden im hochmodernen Technology-Center Lötprozesse und neueste Anlagentechnik in praktischen Workshops live erlebbar.

„Tag der offenen Tür“ am 18. April 2015

Wo findet innovative Reflow-Löttechnologie Anwendung? Welche Herausforderungen stellt die Elektronikbranche zukünftig an den Lötprozess? Und welche Karrieremöglichkeiten bietet Rehm? Alle Interessierten sind am 18. April 2015 ab 10 Uhr zu einem „Tag der offenen Tür“ nach Blaubeuren-Seissen eingeladen. Infostände, Firmenrundgänge und Live-Demonstrationen der Anlagen, umrahmt von einem bunten Unterhaltungsprogramm, stellen die Firma Rehm mit ihren Produkten und als Arbeitgeber vor.

Technologieführer bringen strategische visionäre Technologie-Roadmaps auf dem Weg, so auch die Entwickler von Rehm: Jüngste Entwicklungen wie ein Trockner für die Lithium-Ionen-Batterieherstellung für die E-Mobilität und Umwelt werden so einen Beitrag für den großen Gesellschaftstrend leisten. Sicher ist, solange wir gesamtgesellschaftliche Treiber haben wie Industrie 4.0 und die Branche es schafft technologisch vorne mitzuspielen, wird Platz für weiteres Wachstum der Hersteller in Deutschland sein.

SMT Hybrid Packaging 2015: Halle 7, Stand 451

Noch lange nicht das Ende der Fahnenstange

Die Entwicklungen in der Elektronik sind noch lang nicht zu Ende. Ob die Geschwindigkeit der gesamten Elektronikevolution weiterhin so rasant weiter gehen wird wie bisher, sei dahingestellt. Komfort- und Sicherheitsaspekte in unserem Alltag werden weiterhin die Entwicklungen in der Chipentwicklung beflügeln und damit auch weiterhin hohe Ansprüche an die elektronische Baugruppenfertigung stellen, wie etwa die prozesssichere Verarbeitung der Baugröße 03015m.