Der technische Vorteil des automatisierten Selektivlötens besteht vor allem darin, dass es sich um einen geregelten und sehr gut steuerbaren Prozess handelt, in dem die Umgebungsbedingungen für jede Lötstelle und auch der Lötprozess selbst in der Selektivlötanlage programmiert und überwacht werden können.

Flott und manchmal auch kontrovers diskutiert (v.l.n.r.): Michael Hannusch (Hannusch Industrieelektronik), Jürgen Friedrich (Ersa), Manfred Fehrenbach (Eutect), Marisa Robles (Productronic), Dr. Ronny Horn (Seho Systems), Thomas Mückl (Zollner Elektronik) und Helge Schimanski (Fraunhofer ISIT).

Flott und manchmal auch kontrovers diskutiert (v.l.n.r.): Michael Hannusch (Hannusch Industrieelektronik), Jürgen Friedrich (Ersa), Manfred Fehrenbach (Eutect), Marisa Robles (Productronic), Dr. Ronny Horn (Seho Systems), Thomas Mückl (Zollner Elektronik) und Helge Schimanski (Fraunhofer ISIT). Mesago/Mathias Kutt

Der scheinbare Nachteil des Selektivlötens ist zunächst, dass der Prozess für jede einzelne Lötstelle definiert werden muss. Daher gilt es, bereits bei der Produktentwicklung möglichst viele qualitätsbeeinträchtigende Faktoren zu vermeiden („Design for Selective Soldering“) und gleichzeitig auch darum, den Programmieraufwand in der Fertigung zu minimieren.

Helge Schimanski sieht hier die Entwickler besonders gefordert: „Beim Löten besteht immer die Zwickmühle zwischen einerseits dem Lötwärmebedarf, um das Lot aufzuschmelzen, THT-Bauteil und Baugruppe auf die erforderliche Prozesstemperatur zu bringen und das Lot aufzuschmelzen, so dass es die Fügepartner benetzen kann. Andererseits besteht die Gefahr die Grenzen der Lötwärmebeständigkeit zu überschreiten, sodass Leiterplatte und Bauteile überhitzt und damit geschädigt werden können.“

Der Leiter des Applikationszentrums für innovative Baugruppenfertigung am Fraunhofer ISIT rät zur engen Kommunikation zwischen der Entwicklungsabteilung und der Fertigung. Bereits während der Produktentwicklung sollten Entwickler Rücksprache halten: „Werden wichtige Dinge beim Design nicht berücksichtigt, zum Beispiel keine Wärmefallen eingebaut oder die Abstände von SMT-Komponenten zu THTs falsch designed, kann der Entwickler dem EMS oder dem Baugruppenfertiger das Leben durchaus sehr schwer machen, weil sie das ausbaden müssen, was der Entwickler hier mehr oder minder verbockt hat.“

Deshalb ist man bei Zollner Elektronik seit Jahren schon dazu übergangen, aus den eigenen Erfahrungen heraus eigene Designrules auszuarbeiten und aufzustellen, die zudem auf gängigen Normen basieren. „Ich kann in der Anlage nur das Löten anbieten. Wenn das Design oder die Materialien das verhindern, dann kann es auch keine qualitativ hochwertige elektronische Baugruppe geben“, nimmt Thomas Mückl, Vice President Global Engineering von Zollner Elektronik, den Faden auf.

Selbstredend, dass die vorgegebenen Designregeln konsequent einzuhalten sind. Jedoch gelte es immer wieder, neue Grenzen auszuloten, erläutert er anhand eines Beispiels: „Wir standen vor der Herausforderung, einen Folienkondensator in einer Baugruppe zu verbauen, dessen Kerntemperatur von 130 °C nicht überschritten werden durfte. Diese spezielle Situation erforderte ein gezieltes Austesten und Ausprobieren. So gelang es uns schließlich, diesen Folienkondensator zu verarbeiten. Allerdings lag das Design für die Durchkontaktierung jenseits aller gängigen Designrules.“

Mehr Praxisrelevanz in Hochschulen und Lehrinstituten

Wird in der Produktentwicklung nicht auf die besonderen Anforderungen geachtet, sind mangelhafter Lotdurchstieg, Nichtlötungen und die Beschädigung benachbarter Bauteile und der Durchkontaktierungen häufig beobachtete Fehler. Oft werden Elektronikfertigungs-Dienstleister mit solcherlei Layouts konfrontiert, jedoch lassen sie nichts unversucht, um das Layout gemeinsam mit dem Kunden nachzubessern. „Leider haben wir da oft die Erfahrung gemacht, dass die Kunden beratungsresistent sind und nicht zuhören wollen“, berichtet Michael Hannusch, Leitung Prozesse und Technologien von Hannusch Industrieelektronik, und merkt ergänzend an: „Im Endeffekt läuft es meistens darauf hinaus, dass wir Kompromisse eingehen und das Beste daraus machen.“

Doch gerade das Unmögliche möglich zu machen, bringt so manchen Elektronikfertiger in eine weitere Zwickmühle, weiß Hannusch: „Wir wurden in den letzten Jahren immer dazu getrimmt, jeden Prozess irgendwie stabil hinzubekommen. Wir haben momentan das Gefühl, dass die Kunden dazu erzogen wurden, dass am Ende alles wunschgemäß funktioniert.“ Viele Kunden würden darauf vertrauen, dass EMS-Anbieter faktisch in der Lage sind, auch weiterhin die Boards zum Fliegen zu bringen, indem zum Beispiel Designrules missachtet werden. „Da heißt es ganz schnell: Beim letzten Mal habt ihr es ja auch hinbekommen.“

Die Schuld für ein suboptimales Design allein bei den Entwicklern zu suchen, kommt für Michael Hannusch nicht in Frage. Er sieht vielmehr die Lehrinstitute wie Hochschulen in der Pflicht: „Allgemein beobachte ich das Problem, dass Hochschulen zu sehr in der Theorie und zu weit weg von der Praxis stecken. Natürlich wird in den Praxissemestern entsprechendes Wissen vermittelt, doch dann ist es einfach viel zu spät, um ein sinnvolles Praxiswissen aufzubauen.“ Der EMS habe mehrere Versuche unternommen, um Studenten zu Betriebsbesichtigungen einzuladen, erläutert er: „Wir wollten Studenten unsere eigene Elektronikfertigung zeigen, damit sie sehen und erleben konnten, wie die Baugruppenfertigung abläuft. Das Interesse, insbesondere seitens der Hochschule, war recht gering.“ Demzufolge würden junge Studenten und angehende Elektrotechniker sich weniger an den Erfahrungen der Fertigungsexperten orientieren, sondern „sich lieber nach dem richten, was sie in der Schule gelernt haben“, fährt Hannusch fort.

Teilnehmer der Podiumsdiskussion (in alphabetischer Reihenfolge):

  • Manfred Fehrenbach, Leitung Vertrieb von Eutect
  • Jürgen Friedrich, Leiter Applikation und Vertrieb von Ersa
  • Michael Hannusch, Leitung Prozesse und Technologien von Hannusch Industrieelektronik
  • Dr. Ronny Horn, Vertriebsbereichsleiter von Seho Systems
  • Thomas Mückl, Deputy Director Global Engineering von Zollner Elektronik
  • Helge Schimanski, Leiter des Applikationszentrums für innovative Baugruppenfertigung am Fraunhofer ISIT

Dass die Industrie mit Schulungen und Seminaren gegensteuert ist unbestritten. So unterhält Seho Systems eigens eine Akademie und ein Technologielabor, um angehenden Entwicklern und Fertigern die Tücken und Tricks der elektronischen Baugruppenfertigung nahezubringen. Gerade Neueinsteiger müssen an den Umgang mit der Maschine und die Prozesse herangeführt werden, betont Dr. Ronny Horn, Vertriebsbereichsleiter von Seho Systems: „Systematisches Trouble Shooting an der Lötanlage zu erlernen ist sehr wichtig, um schnell reagieren zu können.“ Auch Ersa bietet regelmäßig Seminare an, die die facettenreiche Löttechnik vorstellen.

Mit Blick auf die DfM-Seminare, erörtert Jürgen Friedrich, Leiter Applikation und Vertrieb von Ersa: „Die Qualität beginnt in der Entwicklung und aus diesem Grund setzen wir alles daran, um in der Entwicklung genau da anzugreifen.“ Prävention, statt Reaktion. Denn wenn eine Baugruppe bereits in der Fertigung ist, ist es zum Nachjustieren im Layout in der Regel zu spät. Deshalb sei es Ersas Ansatz, an der Ursache zu beginnen: „Und die Ursache liegt in der Entwicklung, im Design von den Leiterplatten sowie von den ganzen Baugruppen.“ Daher sollten viel mehr Entwickler solche Lötseminare besuchen, ist er überzeugt. Die meist ausgebuchten Seminare zeigen die Bandbreite der Einflussfaktoren auf die Lötstellenqualität, angefangen von den Leiterplatten über die Bauteile, die Materialien, Lote und Flussmittel, sodass sich ein ganzheitliches Bild ergibt.

Schließlich gibt es mit dem AVLE (Ausbildungsverbund Löttechnik Elektronik) eine modular aufgebaute und sehr praxisorientierte Ausbildung zum Hand- und Maschinenlöten, der im Verbund von Firmen aus Elektronikproduktion, Maschinen- und Geräteherstellern und Forschung & Entwicklung entstanden ist. Ziel ist es, die Qualität, Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit von Lötstellen in Bereich Elektrotechnik und Elektronik zu verbessern. Auch der FED unterstützt diese Handlötschulungen.

Lesen Sie auf der nächsten Seite, welche Vorteile CAD-Programme und Designrules bringen.

Seite 1 von 41234