Seit über 20 Jahren werden bei Eutect Löt- und Verbindungssysteme entwickelt, gefertigt, montiert und programmiert sowie bei Kunden weltweit in Betrieb genommen. Das schwäbische Expertenteam bietet einen umfangreichen, sich stetig weiterentwickelnden Modulbaukasten für Prozesslösungen im Bereich des Lötens an. Mit dem TL Thermodenlötmodul steht ein geregelter und adaptiver Lötprozess mit Prozessdatenerfassung zur Verfügung. „Doch in einigen Punkten bringt die Thermode technisch Einschränkungen mit sich“, erklärt Matthias Fehrenbach, Geschäftsführer bei Eutect. Aufgrund der Prozessphasen Antasten, Aufschmelzen, Nachsetzen und final Kühlen gehört das Thermodenlöten nicht zu den schnellsten Lötprozessen. Hinzu kommt ein hoher Energiebedarf sowie produktspezifische Thermodenformen, die je nach Baugruppe erstellt werden müssen.

Der Modulbaukasten zeigt, dass durch einzelne Module oder freie Kombinationen oft eine schlanke, individuelle Lösung  erreicht werden kann.

Der Modulbaukasten zeigt, dass durch einzelne Module oder freie Kombinationen oft eine schlanke, individuelle Lösung erreicht werden kann. EUTECT

Neue Lösung vermeidet Einschränkungen

„Aus diesen Gründen waren wir auf der Suche nach einer neuen Lösung, um diese Einschränkungen zu vermeiden“, beschreibt Fehrenbach die Entwicklungsgründe. Entwickelt wurde das Laser Knife, welches das gleiche Prozessziel wie das Thermodenlöten hat. Das Laser Knife besteht aus einem wegüberwachten Niederhalter, der die beiden zu verlötenden Oberflächen definiert zusammenführt, und aus einem Laser, der so auch in den bisherigen Laserlöt-Modulen verbaut wird. Der Temperatureintrag erfolgt daher berührungsfrei über den Laserstrahl. Der temperaturgeregelte Laser ist mit einem integrierten Pyrometer und einer Kamera ausgerüstet und sorgt laut Unternehmensangaben für maximale Prozessstabilität, Qualität und Traceability.

„Durch den Laser konnten wir den Lötprozess massiv beschleunigen, ohne an Reproduzierbarkeit und Ergebnisqualität zu verlieren. Je nach Bauteil ist dieses System 10x schneller als die bisherige Thermode. Ebenso haben wir eine Reduzierung des Energiebedarfs von 70 Prozent erreicht“, stellt Fehrenbach fest. Des Weiteren sind keine produktspezifischen Thermodenformen sowie Kaptonbänder notwendig. „Hinzu kommt, dass die Thermode aufgrund der technischen Möglichkeiten Grenzen bei der Geometriegröße hat. Auch diese Einschränkung spielt beim Einsatz des Laser Knifes keine Rolle mehr“, hebt Fehrenbach hervor. Durch das berührungslose Verlöten der Oberflächen und den Wegfall des Thermodenverschleißes wird ebenfalls der Wartungs- und Serviceaufwand für das Gesamtmodul reduziert.

Kupferlack-Drahtlöten mit einer Maske.

Kupferlack-Drahtlöten mit einer Maske. EUTECT

Miniaturisierung fordert neue Maskentechnik

Durch die fortschreitende Miniaturisierung und die Lötung direkt in Kunststoffgehäusen werden Lötmasken stetig komplexer, um schlussendlich ein gutes Lötergebnis zu garantieren. „Wirkliche Prozessstabilität und Nutzen bekommt der Kunde beim selektiven Löten oder Löten mit Miniwelle und Maskentechnik erst dann, wenn die Lotdüse in Relation zur Maske entwickelt und gefertigt wurde und dadurch deren gemeinsame Funktion gewährleistet ist“ erklärt Matthias Fehrenbach. Wenn beispielsweise Platinen schon in Gehäusen montiert, unterseitige SMD-Bauteile nah an Gehäuse und den zu lötenden THT-Lötstellen liegen, müssen Wandungen, Zwischenstege und Verbindungen sehr dünn sein. „Dennoch müssen die Metallstege langfristig stabil sein, weswegen wir alle Masken aus Titan fertigen“, berichtet Fehrenbach. Besonders bei Stegbreiten von weit unter 1 mm und bei der geforderten hohen Langlebigkeit muss auf den Werkstoff Titan gesetzt werden. Dank der hohen Festigkeit kann eine Stegbreite von kleiner 0,5 mm gefertigt werden. Doch Titan hat noch weitere Vorteile. So ist das Metall sehr langlebig und resistent gegen Flussmittel, aggressive Reinigungssubstrate und andere chemische Beeinflussungen. „Aufgrund der von uns erzielten Temperaturen in unseren Lötprozessen und aufgrund der hohen Prozessdurchläufe bei unseren Kunden fertigen wir unsere Lötmasken als Titan-Vollmaske“, erklärt Fehrenbach weiter.

Das Laser Knife besteht aus einem wegüberwachten Niederhalter und aus einem Laser.

Das Laser Knife besteht aus einem wegüberwachten Niederhalter und aus einem Laser. EUTECT

Zum Teil werden die Masken auch mit Funktionen ausgerüstet. „Wenn Bauteile oder Stecker ausgerichtet oder fixiert werden müssen, versehen wir die Masken mit spezifischen Fanggeometrien oder Fixierungssystemen, sodass alle Bauteile an der vorgesehenen Position bleiben. Dem Transport der Maske mittels eines Werkstückträgers auf einem Inline-System steht damit nichts im Weg“, führt Fehrenbach weiter aus. Die Maskengeometrie, Niederhalter, Ausrichtelemente und Schieber werden dabei im Rahmen der Evaluation und Projektentwicklung bestimmt. Dabei sorgt das Fixiersystem aus Feder- und Rastelementen für eine hohe Funktionalität. Auf eine einfache Be- und Endladung der Masken wird geachtet.