Zwei Tage lang wurden an Board des Technologiedampfers von Rehm Thermal Systems die Hot-Spots der Elektronikfertigung angesteuert und die ganze Welt der Surface Mount Technology bereist. Auf dem Weg zu den Islands of Technology durchquerte das Kreuzfahrtschiff die ganze Welt der Baugruppenfertigung, mitunter auch auf verschlungenen Pfaden durch das Dickicht des Digitalisierungs-Dschungel. Die Weggefährten der über 200 Passagiere waren hochkarätige Referenten, Kenner der jeweiligen Wegstrecke rund um die Welt der Elektronikfertigung. Aufgeteilt in sieben Touren wurden die aktuellen und vielfältigen Entwicklungsschwerpunkte der Aufbau- und Verbindungstechnik mit praxistauglichen Tipps thematisiert. Neben den Referenten gehörten zur Reisegesellschaft auch die Partnerfirmen, die ihre Expertise als Aussteller vorstellten.

Johannes Rehm begrüßt die Fachbesucher zu der unter dem Motto „Islands of Technology“ stehenden Technologietagung.

Johannes Rehm begrüßt die Fachbesucher zu der unter dem Motto „Islands of Technology“ stehenden Technologietagung. Rehm

Der Tradition folgend teilte sich die zweitägige Reise in eine Vortragsreihe und den Rundgang durch die einzelnen Workshops und Infopoints auf, sprich dem derzeitigen Maschinen- und Anlagenportfolio nebst Software von Rehm Thermal Systems. Während der Fahrt gab es in den Pausen genügend Gelegenheit, um miteinander ins Gespräch zu kommen und sich fachlich auszutauschen. Der Kapitän ließ es sich nicht nehmen, die Fachbesucher auf die zwei Erlebnistage vorzubereiten: „Unser Technologietag bietet Anwendern und Experten die Möglichkeit, in einen praxisorientierten Dialog zu treten“, betont Geschäftsführer Johannes Rehm.

Seit 20 Jahren schon bietet Rehm mit den Technologietagen, Seminaren und Workshops wissbegierigen Fachbesuchern eine Plattform für fundierten Wissenstransfer. Immerhin kann das Unternehmen auf 28 Jahre Erfahrung in der Elektronikbranche verweisen. „Als Hersteller von Reflow-Lötsystemen mit Konvektion oder Kondensation sowie Trocknungs- und Beschichtungsanlagen sind wir heute Technologie- und Innovationsführer in der wirtschaftlichen Baugruppenfertigung. Denn Technik ist und bleibt unsere Leidenschaft“, versichert er den anwesenden Elektronikfertigungs-Globetrottern.

Rehm hatte zahlreiche Entscheidungsträger aus Industrie und Handwerk nach Blaubeuren eingeladen.

Zahlreiche Entscheidungsträger aus Industrie und Handwerk waren der Einladung zum Hauptstandort von Rehm nach Blaubeuren gefolgt. Rehm

Dr. Hans Bell, Forschungsleiter von Rehm Thermal Systems, diente als Steuermann und lotste die Passagiere mit seiner launig-kurzweiligen Moderation durch die Hot-Spots der Elektronikfertigung. „Wir hoffen, dass ein paar von den Keypoints und Trends, die Sie in Ihren eigenen Fertigungen miterleben, während unserer Tagung zur Sprache kommen werden. In unserem Island-Hopping – also den Workshops und der Ausstellung unserer Partnerfirmen – wollen wir Ihnen auch aufzeigen, wie die derzeitigen Technologien und jene der Zukunft aussehen werden, die für Ihre Fertigung relevant sein werden“, eröffnete er die Vortragsreihe.

Während der Pausen nutzten die Teilnehmer die Möglichkeit, sich mit den ausstellenden Partnerfirmen über aktuelle Themen der Elektronikfertigung auszutauschen.

Während der Pausen nutzten die Teilnehmer die Möglichkeit, sich mit den ausstellenden Partnerfirmen über aktuelle Themen der Elektronikfertigung auszutauschen. Rehm

Wie engagiert Rehm bei Forschungsthemen ist, zeigt nicht nur die enge Liaison mit Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer IZM, der Technischen Universität Dresden, der Universität Rostock oder der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA. Das Unternehmen ist auch in einigen Arbeitskreisen von Fachverbänden aktiv und bietet mit seinem etwa 460 m² großen Technology Center den Kunden die Möglichkeit, in der direkten Anwendung von Vakuum-, Kondensations- oder Konvektions-Lötverfahren komplexe Baugruppen zu testen, individuelle Temperaturprofile zu erstellen und mit Hilfe der Applikationsspezialisten optimale Parameter für den Fertigungsprozess zu definieren.

Der Weg durch den SMT-Dschungel

Der französische Schriftsteller, Literaturnobelpreisträger und viel gereiste André Gide (1869 – 1951) stellte fest, dass man „keine neuen Erdteile entdeckt, ohne den Mut zu haben, alte Küsten aus den Augen zu verlieren“. Dass man mitunter viel Mut benötigt, um sich den Weg durch den SMT-Dschungel bahnen zu können, zeigen die vielen kleinen und mittelständischen Elektronikfertiger, die sich im hart umkämpften Markt der elektronischen Baugruppenfertigung nicht nur behaupten, sondern auch der gnadenlosen Konkurrenz der Niedriglohnländer trotzen können. Deshalb wurde das Programm der Technologietagung auf die Bedürfnisse der hiesigen Produzenten abgestimmt. In sieben Fachvorträgen berichten namhafte Experten aus der Praxis rund um Prozesstechnologie, digitale Transformation und Sensorik.

Tour 1: Chip- und Board Verbindungstechniken für hohe Betriebstemperaturen und Zuverlässigkeit

Reiseleiter: Dr. Matthias Hutter, Fraunhofer IZM

Matthias Hutter, Fraunhofer-IZM

Matthias Hutter, Fraunhofer-IZM Rehm

Chancen und Grenzen verschiedenster Verbindungstechnologien wurden im ersten Vortrag unter die Lupe genommen. Durch immer steigende Leistungsdichten in Anwendungen wie der Leistungselektronik, Sensorik und Optoelektronik werden Verbindungen zunehmend hohen bis zu 150 °C oder sogar noch höheren Betriebstemperaturen von bis zu 200 °C und sogar darüber hinaus ausgesetzt. Dadurch gewinnt das Silbersintern als Alternative weiter an Attraktivität. In den letzten Jahren hat sich diese Verbindungstechnik zumindest in der Leistungselektronik etabliert, da es Voids erheblich minimiert. Matthias Hutter, Gruppenleiter für „Metallische Verbindungstechniken“ am Fraunhofer IZM, stellte die Ergebnisse aus verschiedenen Projekten (EU, BMBF, Fraunhofer, Industrie) und die daraus erzielten Erkenntnisse vor. Unterschiedliche Formen von Bauelementen für verschiedene Anwendungen wurden Zuverlässigkeitstests ausgesetzt, wobei unterschiedliche Maximaltemperaturen und Temperaturhübe zum Einsatz kamen. Auch zeigte er auf, welchen Einfluss hohe Temperaturen auf die verwendeten Metallisierungen – also das Wachstum intermetallischer Phasen – aber auch auf die Oxidation haben. Zudem stellte er neuere Verbindungstechniken, wie etwa das Transient Liquid Phase Bonding (TLPB, TLPS) mit ihren Chancen und Grenzen vor. Abgerundet wurde der Vortrag durch die Qualitätsaspekte und die Anwendbarkeit von Analysemethoden wie Röntgen und Ultraschallmikroskopie.

Tour 2: Die Zukunft ist messbar – jetzt

Reiseleiter: Gernot Kellermayr, Inmotiotech

Gernot Kellermayr, Inmotiotech

Gernot Kellermayr, Inmotiotech Rehm

Die ungeteilte Aufmerksamkeit der sportlichen Zuhörer hatte er gewiss, denn als ehemaliger Hochleistungssportler (10-Kampf, Teilnahme an den Olympischen Spielen 1992 in Barcelona) weiß er über die Kleinigkeiten, die den Erfolg ausmachen, und stellte das in seinem Unternehmen Inmotiotech entwickelten hochsensiblen System Local Position Measurement (LPM) für Tracking- und Positionierbestimmung am Beispiel eines Fußballspiels vor. „Die moderne Hochleistungsgesellschaft ist an einem Punkt angelangt, an dem nur noch minimale Unterschiede in der Performance über Erfolg und Misserfolg respektive Sieg und Niederlage entscheiden“, berichtet Gernot Kellermayr, Geschäftsführer von Inmotiotech. Was er unter einer echtzeitfähigen Präzisions-Tracking-Technologie versteht, sollen diese Werte aufzeigen: 1000 Messungen/s bei einer Genauigkeit von ± 3 cm und innerhalb eines Messradius‘ von 1000 m. Das Präzisionsinstrument zur Positionsmessung durch RFID liefert in Echtzeit millimetergenaue Daten und differenzierteste Analyseergebnisse, die den Erfolg der Sportler zu einer exakt planbaren Größe machen. Dafür sorgt ein ausbalanciertes, mit Frequenzen um 5,8 GHz im ISM-Band arbeitendes System aus zahlreichen Basisstationen nebst Transpondern und Kameras, die eine kontinuierliche Positionsbestimmung sowie Videotracking mit beliebig wählbaren Zoom erlauben. Sie machen eine synchrone Abbildbarkeit aller Informationen im Live-Bild erst möglich. „Einzigartig ist dabei, dass unser LPM-System den Ball in Echtzeit ohne Chip im Ball misst. Zudem bietet unsere Software die derzeit exaktesten Analysemöglichkeiten in Echtzeit am Markt“, ist er überzeugt.

Tour 3: Verarbeitung von kritischen Bauelementen – LGA

Reiseleiter: Henryk Maschotta, Thales Deutschland

Henryk Maschotta, Thales

Henryk Maschotta, Thales Rehm

Durch die Welt der LGA-Verarbeitung führte Henryk Maschotta, Gruppenleiter Fertigungsvorbereitung von Thales Deutschland. Gemeinsam mit Rehm wurde ein LGA-Projekt aufgesetzt. „Jedes Problem braucht eine Vorgeschichte, unsere lautete BGA 32 und warum Fehler im Dampfphasenlöten entstehen können“, erläutert Maschotta die Motivation für das gemeinsame Projekt, dessen Ergebnisse er vorstellte. Die Verarbeitung von LGAs ist alles andere als trivial. Bei dem Projekt galt es daher, ein möglichst umfangreiches Bild der vielfältigen Einflussgrößen auf die Lötqualität und Zuverlässigkeit des Produktes zu erarbeiten, die mit unterschiedlichen Analysemethoden, wie Metallografie und Röntgendiagnostik untermauert wurden. Dabei stand das Voiding im besonderen Fokus. „Die Ergebnisse aus dieser Studie zeigen, dass die erwartete geringere Voidrate weniger als 10 Prozent robust erreichbar ist. Jedoch sind besondere Einflussgrößen, die sich einerseits aus dem Design des LGA und andererseits aus dem Pad-Layout der Leiterplatte ergeben, zu beachten“, erläutert er.

Der untersuchte LGA 32 wies Kavitäten im Anschlussbereich auf, die eine besondere Anpassung der Apertur der verwendeten Schablone erforderte. Ein nicht optimierter Pastendruck kann dazu führen, dass Voids in den Kavitäten „gefangen“ sind. Zusätzlich beeinflusste die Verwindung und Wölbung das Voiding-Resultat. Festgestellt wurde überdies, dass die Lötstoppmasken sowohl auf LGA-Seite als auch auf der Leiterplattenseite zu Effekten führt, die Zuverlässigkeitsrelevanz besitzen können. Zu hohe Lötstoppmasken behindern das Einschwimmen des LGA und können im Verbund mit dem Voiding zu einer Schräglage des Bauelementes führen. „Die Arbeiten des Projektes haben dazu beigetragen die Fehlermechanismen zu verstehen und den Fertigungsprozess zu stabilisieren“, resümiert Maschotta.

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