Seien es die für den Einsatz in rauen Umgebungen und Gefahrenbereichen (Hazloc) entwickelten Flat-Panel-Computer Wolverine III oder die für den E-Commerce-Bereich ausgelegten ausfallsicheren Quad-PAC-Redundanzsteuerungssysteme von GE – in ihnen arbeiten zuverlässig hergestellte elektronische Baugruppen, die am Europasitz in Mindelheim nahe Augsburg der Tochter GE Intelligent Platforms (IP) hergestellt wurden.
Betriebsleiter des Elektronikwerks mit einer Fertigungsfläche von ca. 600 m² ist Rolf Lochbrunner. Unter seiner Ägide fertigen die Mitarbeiter auf zwei SMD-Linien über 22.000 Baugruppen pro Jahr. Das Bauteilspektrum erstreckt sich von der Baugröße 0402 bis hin zum BGA mit über 1000 Lotkugeln. Eine Baugruppe weist nicht selten bis zu 25 BGAs auf. Gelötet wird doppelseitig und entsprechend der Kundenanforderungen bleihaltig oder bleifrei. Seit Jahren besteht zwischen GE IP und Ersa eine enge Zusammenarbeit. So stammen die Reflow-Lötöfen, die Dampfphasenlötanlagen und die für größere Serien konzipierte Hotflow-Konvektionslötanlage mit 20 Heizzonen allesamt von Ersa. Warum die Wahl auf Ersa fiel, begründet Rolf Lochbrunner damit, dass es sich um hochwertige Anlagen handle: „Als Elektronikfertiger können wir uns keine Ausfallzeiten erlauben. Fertigungseffizienz bei höchster Präzision und Wiederholgenauigkeit sind in Deutschland ein Muss.“
GE hat sich zum Ziel gesetzt, eine sichere und gesunde Arbeitsumgebung zu schaffen. Deshalb sind alle Räumlichkeiten klimatisiert. Um auch für eine hohe Zuverlässigkeit und Qualität zu sorgen, lagern Leiterplatten in Klimaschränken, um sie vor Außeneinflüssen zu schützen.
Hohe Anforderungen beim Handlöten
Wie auch bei der automatisierten Baugruppenfertigung sind beim Handlöten die Anforderungen an das entsprechende Lötequipment wegen der anspruchsvollen Baugruppenbestückung hoch. So ist es unabdingbar, eine gleichbleibende Qualität der Lötverbindung sicherzustellen. „Das ist für den Handlötbereich eine riesige Herausforderung“, betont der Betriebsleiter.
Mit zunehmend kleineren Prozessfenstern werden die Lötvorgänge immer schwieriger. Das richtige System zu finden, war indes aufwändig, erinnert er sich: „Wir haben verschiedene Systeme namhafter Hersteller miteinander verglichen und ausführlich getestet. Unsere Wahl fiel dabei auf die digitale Lötstationen-Serie i-Con von Ersa.“ Zum Einsatz kommen nun sowohl die einkanalige i-Con1 als auch die Kombilötstation i-Con2 mit zwei Lötkolben. In beiden Fällen ist das Handstück klein, leicht und sehr ergonomisch. „Bei den zum Teil sehr feinen Lötaufgaben kommen einen die ausgewogene Balance und das geringe Gewicht sehr entgegen. Dadurch ist es möglich, ermüdungsfrei über einen längeren Zeitraum gleichbleibend präzise zu arbeiten. Ebenso braucht man für unterschiedliche Lötaufgaben keine unterschiedlichen Lötkolbentypen. Der Mitarbeiter kann aufgrund der großen Lötspitzenvielfallt sein gewohntes Handstück verwenden“, zählt Lochbrunner die Vorteile auf.
Doch die Vielfalt alleine ist nicht ausreichend. Bei den bis zu 20 Lagen dicken Multilayer-Baugruppen muss viel Wärmeenergie eingebracht werden. Der im Bedarfsfall bis 150 W leistende Lötkolben Ersa i-Tool ist in der Lage, den Wärmebedarf der Baugruppe sehr direkt zu erkennen und in Abhängigkeit von der Masse den entsprechenden Wärmebedarf blitzartig anzuliefern. Obwohl das leistungsfähige Mikro-Hochleistungsheizelement sehr schnell hohe Temperaturen fördern kann, werden thermisch sensible Bauteile nicht überhitzt: Das Prozessfenster und -alarm informiert den Bediener optisch und akustisch, falls die Temperatur das vorgewählte Temperatur-Prozessfenster verlässt.
Ein im Handstück integrierter Beschleunigungssensor erkennt, wann nach den Lötarbeiten die Lötkolbentemperatur auf einen Stand-by-Wert regeln kann. „Dadurch spart man Energie und senkt den Lötspitzenverschleiß. Braucht man den Lötkolben wieder, so ist die Lötspitze schon vor dem Erreichen der ersten Lötstelle wieder auf Betriebstemperatur“, weiß der Experte zu berichten. Sollte es die Aufgabe erforderlich machen, lassen sich an die Schnittstelle der i-Con-C-Stationen auch die IRHP-Infrarot-Vorheizplatte und auch eine Lötrauchabsaugung ansteuern. Die Absaugung läuft dabei nur solange gelötet wird. Der Filternutzungsgrad steigt, Energiekosten und Laufgeräusche werden reduziert. „Wir müssen uns jeden Tag den sich verändernden Anforderungen erfolgreich stellen. Ersa ist dabei einer unser Partner“, resümiert Lochbrunner.
Intelligentes bleifreies Handlöten
Das Sicherstellen der Qualität unter dem Aspekt bleifreier Löttechnologie ist für den Handlötbereich eine riesige Herausforderung. Die Lötstellentemperatur hängt unmittelbar davon ab, wie schnell der Lötkolben den Wärmeverlust an der Lötspitze ausgleicht und wie lange die Lötspitze auf der Lötstelle verbleibt. Um den schwierigen Anforderungen in der manuellen Nacharbeit und im Reparaturlöten gerecht zu werden, hat Ersa die Handlötstationen-Serie i-Con konzipiert.
Wissenswertes über GE
In Deutschland ist GE an mehr als 70 Standorten mit rund 7.000 Mitarbeitern vertreten. Schwerpunkte sind grüne Technologien, Medizintechnik, Forschung und Entwicklung sowie Finanzdienstleistungen. GE gehört zu Deutschlands attraktivsten Arbeitgebern. Das Unternehmen ist „Top Arbeitgeber Ingenieure 2011“ und hat laut der Jury des Deutschen Nachhaltigkeitspreises mit „ecomagination“ eine der drei nachhaltigsten Zukunftsstrategien in Deutschland.
GE Intelligent Platforms (IP) ist ein GE-Tochterunternehmen, das weltweit Software, Hardware, Dienstleistungen und Fachwissen in Industrieautomatisierung und Embedded-Computing anbietet. Die Schwerpunkte liegen bislang in den Bereichen Energie, Wasser, Transport, Konsumgüter, Verwaltung, Verteidigung und Telekommunikation.
(mrc)
