LEDs haben einen wesentlich niedrigeren Energieverbrauch als herkömmliche Glühlampen, aber gleichzeitig eine längere Lebensdauer. Sie sind wirtschaftlich und enthalten keine hochgiftigen Bestandteile wie Quecksilber. Im Bereich der Hochleistungsleuchten setzte die Automobilindustrie als eine der ersten Branchen auf diesen Trend und baute bereits Ende der 90er Jahre Scheinwerfersysteme in Fahrzeuge ein, die mit lichtemittierenden Dioden (LEDs) ausgestattet sind. Damit die neue Lichttechnologie einwandfrei funktioniert, muss insbesondere die durch die LED erzeugte Wärme zuverlässig abgeführt werden. Asetronics, Berlin, produziert und entwickelt moderne Elektronik für Leuchtdioden und forscht an Strategien zum besseren Temperaturmanagement. Bis 2004 gehörte das Unternehmen zum Produktionssektor des Telekommunikationsherstellers Ascom. 2006 startete man mit den ersten LED-Applikationen mit Chip-on-Board-Technologie in die Selbstständigkeit. Diese Applikationen werden in Bremsleuchten, Blinkern, Nebenscheinwerfern oder in das Tagfahrlicht von Fahrzeugen verbaut. Rund 60 Prozent des Jahresumsatzes werden allein mit LED-Leuchtmodulen für Autoscheinwerfer erwirtschaftet.

Für die optimale Ausleuchtung bei ärztlichen Untersuchungen oder Operationen sind LEDs gut geignet.

Für die optimale Ausleuchtung bei ärztlichen Untersuchungen oder Operationen sind LEDs gut geignet. Asetronics

Ungenügendes Temperaturmanagement vermeiden

Während noch vor einigen Jahren lediglich Premiumautos mit LED-Licht ausgestattet waren, gibt es mittlerweile selten Fahrzeuge, die nicht über diese moderne Beleuchtung verfügen. Mit dem unglaublichen Wachstum der Branche steigt auch der Produktionsdruck. Asetronics produziert jährlich rund 250 Millionen SMD-Komponenten. Dafür muss die Fertigungskapazität stetig ausgebaut und die Qualität auf hohem Niveau gehalten werden. Um hier erfolgreich voranzukommen, setzt man auf vielfältiges Know-how. So übernimmt Asetronics nicht nur die Bestückung und Verarbeitung der Lichtmodule, sondern stellt auch die Metallkern-Leiterplatte für die LED selbst her. Dadurch ist es möglich, das Wärmemanagement zu optimieren und durch die eigene Forschung und Entwicklung kontinuierlich zu verbessern. „Ein ungenügendes Temperaturmanagement kann im Extremfall irreversible Schäden oder die Zerstörung der LED und der Baugruppe verursachen. Die lichtemittierende Diode strahlt nach vorne Licht und nach hinten Wärme ab, die möglichst schnell vom Chip weggeleitet werden muss. Bei Temperaturen über 150 °C degeneriert die empfindliche Diode“, erklärt Georg Schafer, Head of Turn Key Electronics bei Asetronics. Für ein optimales Temperaturmanagement befindet sich ein kleiner Wärmewiderstand zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte sowie zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper. Über Microvias kann die Wärme auf der Unterseite weggebracht und über den Kühlkörper abgeleitet werden. Der Kühlkörper funktioniert wiederum über die von Asetronics entwickelte Metallkern-Leiterplatte – eine winzig dünne Schicht aus Isolationsmaterial, welche die Wärme optimal spreizt und ableitet. Dies wird vor allem in Hinblick auf die zunehmende Miniaturisierung wichtig.

Die neueste Anlage ist mit einem Vakuum-Modul zur Reduktion von Voids in der Lötstelle ausgestattet.

Die neueste Anlage ist mit einem Vakuum-Modul zur Reduktion von Voids in der Lötstelle ausgestattet. Rehm Thermal Systems

Hochwertige Anlagentechnik von Nöten

In der Herstellung der sensiblen elektronischen Komponenten vertraut Asetronics auf qualitativ hochwertige Anlagentechnik. Um den Wartungsaufwand zu reduzieren und energieeffizienter fertigen zu können, rüstete das Unternehmen in den vergangenen drei Jahren komplett auf Reflow-Lötanlagen von Rehm Thermal Systems um. Heute sind drei Konvektions-Lötsysteme vom Typ VisionXP+ in der Produktion im Einsatz. Die neueste Anlage ist mit Vakuum-Modul zur Reduktion von Voids in der Lötstelle ausgestattet und seit Oktober 2016 in Betrieb. „Gerade die Vakuumtechnologie ist ein großes Thema bei der Fertigung von sensibler Elektronik. LED-Hersteller fordern mittlerweile einen Voidanteil, der unterhalb von 15 Prozent liegen muss. Mitunter ist die Toleranzgrenze bei einigen Produkten sogar noch geringer. Mit den neuen Konvektions-Lötsystemen können wir diese Anforderungen nun zuverlässig und vor allem dauerhaft erfüllen“, betont Sven Schwalbach, Gruppenleiter SMT-Produktion bei Asetronics.

Die VisionXP+ liefert sichere Lötergebnisse, selbst bei hohem Durchsatz. Mit einem Unterdruck bis zu 2 mbar sind sogar Voidraten von unter 2 Prozent realisierbar – ein großes Plus, vor allem für zukünftige Fertigungsanforderungen. Durch das optionale Vakuum-Modul kann je nach Produkt entschieden werden, ob die Vakuumtechnologie eingesetzt werden soll oder nicht. Dies erhöht die Flexibilität in der Fertigung enorm. „Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Anlagenvernetzung. Die Maschinen greifen auf eine gemeinsame Datenbasis zurück. Somit können identische Profile auf unseren Systemen laufen – ein nicht zu vernachlässigender Punkt im Hinblick auf Zeit- und Kostenersparnis bei der Produktion“, meint Philip Längsfeld, Vertriebsleiter Europa bei Rehm Thermal Systems.

Schweres Gerät war notwendig, um die Anlage in das Obergeschoss von Asetronics zu befördern.

Schweres Gerät war notwendig, um die Anlage in das Obergeschoss von Asetronics zu befördern. Asetronics

Optimale Ausleuchtung in der Medizin

Die positiven Eigenschaften der LED machen sich gerade auch im Bereich der Medizintechnik, einem weiteren wichtigen Standbein von Asetronics, bemerkbar. Eine hohe Lichtqualität und eine natürliche Farbwiedergabe, tiefe Ausleuchtung, aber keine Schatten, intensives, klares Licht ohne zu blenden, eine hohe Leuchtdichte, aber geringe Wärmestrahlung – die Anforderungen an eine Medizinalleuchte sind hoch. Da ältere Leuchtmittel viel Wärme nach vorne abstrahlen und sich beispielsweise der Operationssaal dadurch extrem schnell aufheizt, entwickelte das Unternehmen ein Beleuchtungskonzept, welches vor allem für Chirurgen deutliche Vorteile bringt. „Die neue Generation unserer Operationsleuchten besteht aus LEDs, die im Hinblick auf Helligkeit, Farbtemperatur und Lichtfokus individuell reguliert werden können. Mit der LED wird die Wärme nach hinten weggeleitet. Somit ist die Leuchte im aktiven Zustand nicht wärmer als 35 bis 40 °C. Das Licht wird fokussiert gebündelt, schattenfrei und natürlich wiedergegeben. Darüber hinaus verfügt die Lampe über eine integrierte HD-Kamera. Diese Bedingungen machen die Arbeit für behandelnde Ärzte und Operationspersonal viel angenehmer“, sagt Georg Schafer.

Herausforderung: Miniaturisierung und Vernetzung

Wo liegt die Zukunft der LED-Technologie und wohin geht die Entwicklung? Wie in allen Bereichen der Elektronikproduktion macht sich auch in der Beleuchtungstechnologie der Trend zur Miniaturisierung bemerkbar. LEDs werden kleiner, effizienter und zu ganzen LED-Netzwerken bzw. Rastern zusammenfügbar. Zukünftig soll es LED-Chips geben, auf denen bis zu 64 einzelne Leuchtdioden platziert werden können. Diese so zu verarbeiten, dass sie später spezifisch ansteuerbar sind, ist eine große Herausforderung. Das Berliner Unternehmen forscht nicht nur kontinuierlich an der LED selbst, sondern macht sich auch das Optimieren der Verarbeitung und Anwendung zur Kernkompetenz. Hierbei steht immer wieder das Thema Wärmemanagement im Fokus. Dieses Streben nach kontinuierlicher Verbesserung, die Neugier auf technologischen Fortschritt und die Begeisterung, vorne am Markt mitzuwirken, verbinden Rehm und Asetronics und stellen die Weichen für die weitere erfolgreiche Zusammenarbeit. „Letztlich hat uns die große Innovationsfreudigkeit überzeugt. Hier sind wir auf einer Wellenlänge, denn auch Rehm entwickelt die Produkte kontinuierlich weiter und bietet Kunden als Global Player hohe Qualität und beste Serviceleistungen. Bisher sind wir sehr zufrieden mit den Produkten und gespannt auf neue Entwicklungen, vor allem im Bereich der Vakuumtechnologie“, sagt Georg Schafer abschließend.

productronica 2017: Halle A4, Stand 335

Das Team vor der neuen Reflow-Lötanlagen in der Produktionshalle bei Asetronics (v.l.): Sven Schwalbach, Gruppenleiter SMT Produktion (Asetronics), Philip Längsfeld, Vertriebsleiter Europa (Rehm) und Georg Schafer, Head of Turn Key Electronics (Asetronics).

Das Team vor der neuen Reflow-Lötanlagen in der Produktionshalle bei Asetronics (v.l.): Sven Schwalbach, Gruppenleiter SMT Produktion (Asetronics), Philip Längsfeld, Vertriebsleiter Europa (Rehm) und Georg Schafer, Head of Turn Key Electronics (Asetronics). Rehm Thermal Systems

Das Team vor der neuen Reflow-Lötanlagen in der Produktionshalle bei Asetronics (v.l.): Sven Schwalbach, Gruppenleiter SMT Produktion (Asetronics), Philip Längsfeld, Vertriebsleiter Europa (Rehm) und Georg Schafer, Head of Turn Key Electronics (Asetronics). Rehm Thermal Systems

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