Die Filterüberwachung mit aktiver Nachregelung erkennt automatisch, wenn der zuvor eingestellte Volumenstrom unterschritten wird. (Bild: Rehm Thermal Systems)
Eine wichtige Rolle beim Löten hochkomplexer Elektronikkomponenten spielt das Kühlen der zu lötenden Baugruppe. Beim Aufschmelzen der Lotpaste innerhalb der Prozesskammer entstehen Prozessgase, die eine Verschmutzung der Kühlmodule und des Feinfilters verursachen. Der Volumenstrom des möglichst konstanten Kühlprozesses wird durch diese Verschmutzungen reduziert. Weniger Volumenstrom bedeutet gleichzeitig weniger Kühlleistung, was zu einer Erhöhung der Auslauftemperatur beziehungsweise zu einem veränderten Kühlgradienten an den Baugruppen führen kann. Für einen sicheren und stabilen Prozess ist die korrekte Auslauftemperatur und ein gleichbleibender Abkühlgradient der gelöteten Baugruppe jedoch von großer Bedeutung.
Filterüberwachung mit aktiver Nachregelung
Die bei den Konvektionslötsystemen der Vision-Serie von Rehm Thermal Systems integrierte Filterüberwachung inklusive Volumenstromregelung sorgt für ein effektives Residue Management, eine konstante Kühlleistung und unterstützt so die stabile und sichere Durchführung des Lötvorgangs. Die Filterüberwachung mit aktiver Nachregelung erkennt über das integrierte Kontrollsystem automatisch, wenn der vom Kunden individuell auf seine Fertigungsanforderungen eingestellte Volumenstrom unterschritten wird. Dies ist ein Indiz für den bevorstehenden Filterwechsel. Bis zu diesem Wechsel regelt die Anlage durch die aktive Nachregelung automatisch den Volumenstrom nach, um das Kühlen der Baugruppen durch die Erhöhung der Kühlleistung weiter im festgelegten Prozessfenster zu gewährleisten. Hierzu wird der eingestellte Gasdurchsatz in den Kühlzonen kontinuierlich mit dem tatsächlich ermittelten Wert verglichen.
Die Filterüberwachung mit aktiver Nachregelung garantiert so eine hohe Prozesssicherheit und sorgt mit konstanten Strömungsverhältnisse für einen optimalen Reflow-Lötprozess. Zusätzlich können die Daten der Filterüberwachung mit aktiver Nachregelung gesammelt und daraus mit externen Datenanalyseprogrammen der nächste Filtertausch prognostiziert werden.
Profilierung und Überwachung des Lötprozesses
Zudem hat Rehm ein Instrument für die Überwachung von thermischen Profilen beim Löten entwickelt. Es überprüft, wie gut das zuvor erstellte Profil den geforderten, vordefinierten Spezifikationen entspricht. Der dadurch ermittelte Prozessfenster-Index (PWI) ist ein statistisches Maß, das die Qualität eines thermischen Prozesses quantifiziert. Dies wird meist von der Spezifikation der Lötpaste und dem wärmeempfindlichsten Bauteil bestimmt. Hierbei gilt grundsätzlich: Je niedriger der PWI, desto besser ist das Profil und damit auch der Prozess effizienter und stabiler.
Die Generierung von Echtzeitdaten pro Baugruppe erlaubt die exakte Ermittlung der Position der Baugruppe und erkennt zuverlässig jegliche Abweichungen bzw. Verzögerungen in der Lötanlage. Somit können Prozessveränderungen umgehend erkannt werden. Dies führt zur größtmöglichen Zuverlässigkeit in der Berechnung des Temperaturprofils einer Baugruppe.
Durch die Integration von ProMetrics in die ViCON-Software können Fehler bei der Datenübertragung an ein übergeordnetes System, wie z.B. MES, ausgeschlossen werden und sind zentral im MES pro Baugruppe verfügbar. Eine einheitliche Protokollierung in ViCON sorgt für die nötige Transparenz und Rückverfolgbarkeit. Eine wiederholte Pflege von Daten ist nicht nötig und die Fehleranfälligkeit wird dadurch erheblich gesenkt. Eine Darstellung der Hüllkurvengrafik visualisiert eventuelle Abweichungen des Lötprofils von den vorgegebenen Parametern. Alarmmeldungen in der ViCON zeigen diese Abweichungen vom Temperaturprofil außerhalb der Hüllkurve an.
Um ProMetrics effektiv nutzen zu können, werden zur optimalen Qualitätskontrolle des Lötprofils sowohl Software- als auch Hardwarekomponenten benötigt. Zur Erfassung der Daten kommt die Solderstar-Software mit zugehörigem Lizenz-Dongle zum Einsatz. Die Solderstar-Software ist hierbei in die ViCON integriert und hilft bei der thermischen Profilierung. Mittels eines Messdatenloggers von Solderstar werden Temperaturen eines Referenzboards aufgezeichnet, um die Prozessstabilität der Anlage überprüfen zu können. Die Anlage ist mit Wächtern zur Erfassung der Temperaturen ausgestattet, zusätzlich werden in den Heizzonen die Temperaturen mittels Sensoren erfasst. Die Solderstar PRO Thermoprofiliersysteme enthalten einen kompakten Datenlogger mit Solderstar-Smartlink-Steckverbindern. Das System übermittelt Live-Profildaten direkt an die AutoSeeker-Software von Solderstar. ProMetrics kann für Einzel- und Doppelspuranlagen eingesetzt werden und ist auch für Vakuum geeignet.
Autorin
Petra Gottwald nach Unterlagen von Rehm
