Reflow-Lötsystem im Praxiseinsatz

Die ZKW Elektronik gehört zur ZKW-Gruppe, die moderne Lichtsysteme für internationale Automobilhersteller entwickelt und produziert. Dazu gehören Premium-Lichtsysteme wie hochmoderne Voll-LED-Scheinwerfer sowie Laser-Lichtsysteme, mit denen sich die Fernlicht-Reichweite verdoppeln und die Lichtausbeute um rund 70 Prozent verbessern können.

In den Anfängen der Automobilgeschichte waren Autos mit nicht viel mehr Leuchtkraft als einer Kerze ausgestattet. Erst später wurden elektrisch betriebene Lampen eingesetzt und nach und nach weiterentwickelt. Heute muss ein Scheinwerfer verschiedenartige Funktionen aufweisen und dabei möglichst leistungsstark, effizient und zudem steuerbar sein. Die Palette reicht vom Hauptscheinwerfer, Nebelscheinwerfer, Tagfahrlicht, Kurvenlicht bis hin zum revolutionären Laser-Fernlicht, das unter anderem auch im neuen BMW i8 zum Einsatz kommt.

Eine Kerze liefert ca. 12 lm – viel mehr Leuchtkraft hatten auch die ersten Automobile nicht zu bieten. ZKW

Scheinwerfer mit Xenon-Technologie verbessern die Ausleuchtung der Straße, erzeugen eine dem Tageslicht-ähnliche Lichtfarbe und leben deutlich länger als Halogen-Lampen. ZKW

Sicherheit im Fokus

Ein höheres Verkehrsaufkommen sowie die immer mehr in Vordergrund rückende Sicherheit beim Fahren haben die Entwicklung so weit vorangetrieben, dass moderne Fahrzeuge heute mit dem besten verfügbaren Licht ausgestattet sind. Halogenleuchten, Xenonlampen mit Gasentladung und elektrisch gesteuerte LEDs erreichen derzeit eine Leuchtkraft von rund 1000 lm.

Es kommt indes nicht nur auf die Stärke des Lichts an. Bei intelligenten Scheinwerfern wie dem ZKW Matrix-Scheinwerfer erhöht ein automatisch arbeitender Fernlichtassistent den Fernlichtanteil deutlich. Mittels eines blendfreien Systems lässt sich der Fernlicht-Betrieb auf 90 Prozent der Fahrtzeit ausdehnen – das sorgt für mehr Verkehrssicherheit. Die ZKW-Gruppe entwickelt und produziert seit Jahren blendfreie Fernlichtsysteme, sowohl auf Basis hochkomplexer mechatronischer Systeme als auch bereits solche der nächsten Generation.

So nutzt das Matrix-lite von ZKW die speziellen Eigenschaften der neuen Lichtquelle LED: Durch gezieltes Ansteuern einzelner Dioden lässt sich blendfreies Fernlicht direkt über aktives elektronisches Ein- oder Ausschalten einzelner LED-Segmente erzeugen. In der Praxis sind das Scheinwerfer, die sich automatisch dem Gegenverkehr anpassen und auf wechselnde Lichtverhältnisse reagieren; oder die erkennen, wenn das Auto in die Stadt fährt und selbstständig auf Stadtlicht umschalten – also innovative intelligente Systeme, die auf die Sicherheit im Straßenverkehr ausgelegt sind.

Voll-LED-Hauptscheinwerfer wie die Matrix-Produkte von ZKW erzeugen blendfreies Fernlicht und passen sich automatisch den Lichtverhältnissen an. ZKW

Qualität durch hohe Fertigungstiefe

Wenn die Sicherheit von Menschenleben im Vordergrund steht, muss auch die Qualität der eingesetzten Produkte besonders hoch sein. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, fertigt die ZKW-Gruppe mit einem hochwertigen Maschinenpark weitgehend alle Komponenten des Scheinwerfers selbst. Dazu gehören sicherheitsrelevante Teile wie Blenden, Leuchtringe, Reflektoren oder Streuscheiben sowie das Veredeln der hochwertigen Materialien.

Die elektronischen Komponenten und Module werden im Werk in Wiener Neustadt entwickelt und dort unter anderem auch gefertigt.

Im Lichtlabor beweisen die Schweinwerfer ihre Praxistauglichkeit, damit später im Verkehr die Sicherheit aller Teilnehmer gewährleistet ist. ZKW

So revolutionär die Spitzentechnologie ist, so solide und zuverlässig muss auch das Equipment für die Herstellung der Elektronik sein. „Bei ZKW erfolgt dies auf einer modernen SMD-Fertigungslinie, benannt nach dem Planeten Saturn“, verrät SMD-Produktionsleiter Peter Wurm. Jeder Fertigungsbereich trägt den Namen eines Planeten und spiegelt so die visionäre Haltung des Unternehmens wider.

Schneller Produktwechsel

Als die Entscheidung für neues Fertigungsequipment anstand, wurde daher besonderer Wert auf ein flexibles Lötsystem mit einer hohen Prozessstabilität auch bei häufigem Produktwechsel Wert gelegt. Die Wahl fiel dabei auf das Reflow-Lötsystem VisionXP+ der Firma Rehm Thermal Systems. Damit ist ZKW über die integrierte Produktverwaltung stets in der Lage, schnell auf ein neues Produkt von einem Leitsystem gesteuert umzuschalten, da alle relevanten Prozessparameter für das zu fertigende Produkt in der Datenbank hinterlegt sind und die Anlage sich automatisch entsprechend der vorgegebenen Werte einstellt.

Ausgestattet mit einem wartungsarmen Residue-Managementsystem und Traceability-Funktionen bietet das Reflow-Lötsystem Vision XP+ einen echten Mehrwert für die Fertigung. Rehm Thermal Systems

Durch die optimale Zoneneinteilung und gute Profilierbarkeit erzielt VisionXP+ für alle ZKW-Produkte zuverlässige und jederzeit reproduzierbare Lötergebnisse. Die hohe Energiebilanz des Systems sowie die gute Isolierung und das nachhaltige Gesamtkonzept haben überzeugt. Ein wartungsarmes Residue-Managementsystem mit integrierter Pyrolyse, Monitoring Tools wie Stickstoff- und Stromverbrauchsmessung und nicht zuletzt die Anbindung an das MES-System sowie Traceability-Funktionen stellen einen Mehrwert für die Fertigung dar.

Traceability und Industrie 4.0

„Für uns war besonders wichtig, Aluminiumkernleiterplatten bei einer sehr schnellen Taktzeit verarbeiten zu können. Deshalb haben wir das Reflowlötsystem mit der so genannten Power Cooling Unit von Rehm konfiguriert. Mit dieser Zusatzoption können wir unsere hohen Taktzeit-Anforderungen erfüllen.“ berichtet Wurm. Die Platinen kühlen nach dem Lötvorgang schneller auf eine Temperatur von 22 °C ab und lassen sich so direkt im Anschluss weiterverarbeiten. Wichtig war auch, dass die Funktion der Schnellabsaugung Temperatur-Profilwechsel deutlich beschleunigt. „Bei ca. 800 Produktwechseln im Jahr haben wir eine Zeiteinsparung von 30 Prozent pro Wechsel“, freut sich Wurm. Außerdem zeichne sich das Gerät durch kurze Wartungszeiten und schnellen Service aus.

Am neuen Standort in Wiener Neustadt fertigt ZKW Elektronik mit einem modernen Maschinenpark die elektronischen Komponenten und Module der hochwertigen Scheinwerfer. ZKW

In der Automobilindustrie ist innovative und sichere Elektronik gefragt und bei der Fertigung muss ZKW daher bestimmte Standards einhalten. „Traceability ist für uns also ein sehr wichtiger Punkt. Rehm bietet hier glücklicherweise innovative Softwarelösungen. Wir überprüfen das Temperaturprofil zusätzlich mit einem eigenständigen System, jedes Profil wird der Baugruppe zugeordnet und das Ergebnis in einer Traceabilitydatenbank barcodebezogen hinterlegt.“, sagt Peter Wurm. Im Hinblick auf Industrie 4.0 besteht zudem die Möglichkeit, Baugruppen bei fehlerhafter Temperaturführung zu sperren und in der Datenbank als fehlerhaft zu markieren.

Residues effektiv entfernen

Karl Spitzer (li), Sales CEE bei Rehm Thermal Systems, und SMD-Produktionsleiter Peter Wurm (re) von ZKW vor der neuen VisionXP+. Rehm Thermal Systems

Wie bei allen industriellen Verfahren entstehen auch in der SMT-Fertigung Stoffe, die aus dem Prozesskreislauf entfernt werden müssen, da sie die Anlagentechnik verschmutzen. Substanzen (Residues) wie Lötdämpfe, Lötrauch oder andere organische Verbindungen treten aus der Lotpaste, der Leiterplatte oder den Bauteilen aus.

Das Residue Management der Vision XP+ kombiniert zwei verschiedene Wirkmechanismen: die Pyrolyse in der Heizzone und die Kaltkondensation in den Filtereinheiten der Kühlstrecke. Mit dieser Kombination lassen sich flüssige und kristalline Residues effektiv entfernen. Das sorgt für hohe Qualität in den Lötergebnissen, minimale Stillstandszeiten und ein langes Maschinenleben.

SMT Hybrid Packaging 2016: Halle 7, Stand 451

(mou)