Rework-Evolution
Ersa Rework-Evolution!
Automatisch – flexibel – reproduzierbar
Von Fine-Pitch-Bauteilen wie µBGA und 01005-Winzlingen bis zu großen Komponenten – die Ersa Reworksysteme haben sich kontinuierlich dem Wandel in der Elektronikfertigung angepasst. Zur productronica 2019 präsentierte Ersa drei Hybrid-Reworksysteme, die eines eint: die präzise, zuverlässige, hochwertige Bearbeitung elektronischer Baugruppen.
Seit Einführung des ersten patentierten mittelwelligen IR-Reworksystems in 1997 wurden weltweit einige tausend Reworksysteme und -stationen installiert. Heute sind sie im Einsatz in Elektronikfertigung, Produktentwicklung, Analyse und im Testbereich. Wo auch immer aktiv, erhalten sie die Wertschöpfung der Kunden. Mit den Hybrid-Reworksystemen HR 500, HR 550 XL und HR 600/3P forciert Ersa die stetige Weiterentwicklung der Technologie zum Nutzen der Anwender. Durch die stetigen Neuentwicklungen der Elektronik entstehen beinahe täglich neue Löt- und Reparaturaufgaben. Treiber dabei sind die voranschreitende Miniaturisierung (Chips der Baugröße 01005) und neue Techniken wie 5G mit äußerst leistungsfähigen und teilweise sehr großen Komponenten (Ball Grid Arrays mit 100 x 100 mm Kantenlänge). Dabei gewinnt die individuell angepasste Vorheizung der Baugruppe an Bedeutung, um einen Verzug der Platine zu vermeiden.
Weiter zeigt sich, dass „zero defect“ in der Produktion nicht immer erreichbar ist. Vielfältige Einflussfaktoren führen trotz bester Ausrüstung und hochqualifiziertem Personal dazu, dass sich etwa beim Produktneuanlauf Fehler einschleichen, die korrigiert werden müssen. Um ein möglichst breites Anwendungsspektrum abzudecken, ist die Flexibilität der Reworksysteme ein wichtiger Parameter. Das gilt für Entlöt- und Lötprozesse, die möglichst universell und ohne aufwändiges Zubehör erfolgen müssen, wie für die Bauteilplatzierung. In der klassischen Reparatur werden Bauteile wie BGA, MLF oder QFP ausgelötet und durch neue ersetzt. Im Service-Einsatz werden defekte Baugruppen teils durch einfaches Nachlöten in Funktion gesetzt. SMT-Stecker, Sockel und Sonderbauformen sind herausfordernd, sind in der Regel aber sicher bearbeitbar.
Mehr Entwicklungen, mehr Systeme
Die Entwicklungsabteilungen vieler namhafter Hersteller nutzen Ersa Rework Systeme beim Prototyping. Neue Gehäuseformen oder Bauteile werden dabei erstmals bestückt und gelötet. Noch häufiger werden erste Baugruppen mit neu programmierten oder veränderten Bauteilen versehen. Auch etwas exotischere Bereiche der Analytik oder technischen Forensik nutzen Reworksysteme. Kreuztausche bei der Fehlersuche sind ebenso an der Tagesordnung wie das Auslöten von Speicherbausteinen aus Mobiltelefonen oder Notebooks zur Analyse der gespeicherten Daten.
Nur konsequent, dass Ersa sein Produktportfolio erweitert und den Kunden jeweils passende Systeme bereitstellt. Dabei kann sich das ideale Anwendungsfeld der Geräte durchaus überschneiden. So können etwa BGA-Reparaturaufgaben in gleicher Qualität ebenso mit HR 600/2 wie HR 550 gelöst werden. Das aktuelle Rework-Spektrum umfasst praktisch alle SMD-Bauteile, wie sie in Smartphone, Notebooks, Industriesteuerungen oder leistungsfähigen Server-Platinen verbaut sind. Der Kunde entscheidet anhand Lötaufgabe und Bedarf, welches Ersa System am besten passt.
Hochwertige Löt- und Entlötprozesse
Seit vielen Jahren hat sich die Ersa Hybrid-Heiztechnik im Markt etabliert. Der Energieeintrag für das Löten erfolgt in Kombination aus mittelwelliger Infrarotstrahlung und einem Konvektionsanteil. Mit dieser Technik werden Baugruppen schonend und homogen erhitzt. Der sensorgeführte, geschlossene Regelkreis garantiert hierbei genaue und wiederholbare Löt- und Entlötprozesse. Einflüsse von außen werden automatisch ausgeregelt und weitgehend kompensiert. Die Ersa Heiztechnik kommt ohne bauteilspezifische Düsen aus und ist damit sehr universell einsetzbar, Zusatzkosten oder Wartezeiten entstehen keine. Beschädigungen an umstehenden Bauteilen durch heiße Gase sind ausgeschlossen, Miniaturkomponenten werden nicht weggeblasen.
Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie zeigt sich an noch effizienteren Heizsystemen und bei der Vorbereitung der Anschlussflächen. Die Bauteilanschlüsse – zum Beispiel bei BGA, QFP – werden vor dem Löten automatisiert in Flussmittel oder Lotpaste getaucht. Alternativ können Bauteile wie LGA oder MLF auch mit Paste bedruckt werden. So entstehen definierte Lötverbindungen, die der Produktionsqualität ebenbürtig sind. Neben den Entlöt- und Lötvorgängen ist bei hochpoligen Bauteilen die präzise Platzierung ein elementarer Prozessschritt. Es sind nur geringe Abweichungen von der Idealposition zulässig. Ersa Systeme verfügen über eine automatische Platzierung mit Bildverarbeitung oder optische Systeme mit hervorragender Bildqualität zur manuellen Ausrichtung. Die Bediensoftware leistet in beiden Fällen praktische Unterstützung für den Anwender, während das Bauteil ausgerichtet wird.
HRSoft 2: Einheitliche Plattform für neue Reworksysteme
Auch das Softwarepaket für Reworksysteme wurde weiterentwickelt und technologisch auf den neuesten Stand gebracht. Mit der aktuellen HRSoft 2 ist eine einheitliche Plattform für alle neuen Reworksysteme entstanden. Übersichtliche Bedienung, klare Benutzerführung sind dabei ebenso im Fokus wie die geringe Umgewöhnung bei der Benutzung unterschiedlicher Ersa Geräte. Neue Features wie eine „Minimap“ und der „Klick ins Bild“ verkürzen die Zeit, um die Arbeitsposition bei sehr großen Baugruppen aufzufinden. Ein skaliertes Fadenkreuz hilft dabei, Bauteile während des Auslötprozesses exakt mittig zu greifen. In HRSoft 2 sind alle Prozessschritte und Systemzustände für den Anwender jederzeit transparent und werden umfangreich dokumentiert. Die Archivierung der Prozessdaten erlaubt jederzeit den Nachweis, mit welchen Parametern eine Baugruppe bearbeitet wurde. Selbstverständlich bietet HRSoft 2 auch die Grundlage für die Anbindung der Geräte an Manufacturing Execution Systeme (MES).
Inzwischen haben viele Hersteller für sich erkannt, dass Nacharbeit und Reparatur zum Fertigungsprozess gehören. Somit sind alle Prozessdaten, die mit diesen Arbeitsschritten verbunden sind, ebenso wichtig wie die Daten der Linienproduktion. Die Anbindung von Reworksystemen an die vorhandene MES-Infrastruktur ist daher logische Konsequenz. HRSoft 2 kann die kundenseitig geforderten Prozessparameter bereitstellen und die Verknüpfung mit dem jeweiligen Auftrag herstellen.
Hybrid-Rework-Familie vom Feinsten
Das bisher meistverkaufte Ersa IR 550 und die Hybrid-Rework-Sationen HR 100 und HR 200 sind bereits viele Jahre im Markt und haben eine große Fangemeinde. Ebenso sind das erste automatisierte Reworksystem HR 600/2 und das HR 550 bereits feste Größen in der Branche. Für Furore sorgt das hybride Reworksystem HR 600 XL, da es mit seiner großen IR-Matrix-Unterheizung über die aktuell innovativste Heiztechnik verfügt. Alle Heizzonen der Matrix lassen sich individuell einstellen und die Baugruppe auf diese Weise ideal vorheizen. Das System – ausgestattet mit einem extragroßen Heizkopf – ermöglicht die automatische Reparatur sehr großer Leiterplatten bis 625 x 625 mm bei Bauteilgrößen bis ca. 120 x 120 mm.
Die jüngsten Mitglieder der Ersa Reworkfamilie zur Baugruppenreparatur zeichnen sich durch technologisch interessante Aspekte im Bereich der Heiz- und Platziertechnik aus und bieten den Kunden jetzt noch mehr Auswahl. So ist das halbautomatische System HR 500 auf budgetorientierte Anwender zugeschnitten. Es erlaubt die flexible Reparatur von Standardbaugruppen bis 380 x 300 mm und Bauteilgrößen von 50 x 50 mm. Der große Bruder ist das ebenfalls halbautomatische Reworksystem HR 550 XL – ein Leistungspaket mit acht Unterstrahler-Heizzonen und motorischer X/Y-Feinverstellung sowie motorischer Bauteilrotation. Das System eignet sich für die Industrie- und Leistungselektronik sowie großformatige Platinen bis 530 x 530 mm. Bei den halbautomatischen Systemen erfolgt die Bauteilausrichtung mittels Vision-Box durch den Bediener, bei den vollautomatischen berechnet die Bildverarbeitung die Absetzposition und ein Achssystem platziert das Bauteil.
Wer hingegen höchste Präzision von einem Reworksystem fordert, ist am besten beraten mit dem automatischen HR 600/3P. Das Reworksystem ermöglicht die automatische Reparatur von Fine-Pitch-Bauteilen wie µBGA und kleinsten Chip-Komponenten der Baugröße 01005. Das hochpräzise Achssystem und 5-MP-Kameras bieten die derzeit genaueste Entlöt- und Bestückungstechnik im Reworkprozess.