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Kurtz Ersa Magazin

 
 
 
Ersa Rework

Von Mikro bis Mega

Automatisierte Rework-Lösungen für Kleinstbauteile und XL-Boards – von 01005-Komponenten bis 625 x 1.250 mm Baugruppengröße

E-Mobilität, Automation, autonomes Fahren, 5G-Kommunikation und Industrie 4.0 führen als Megatrends zu umfangreichen Digitalisierungsschüben. Dies setzt zunehmende Rechenleistung in Systemen und Geräten voraus. Großes Potenzial für Entwickler und Hersteller entsprechender Technologien. Gleichzeitig wachsen Anforderungen an den Fertigungsprozess der Elektroniken. Auch Nacharbeit und Reparatur elektronischer Baugruppen werden anspruchsvoller, neue Konzepte und automatisierte Anlagen sind gefragt.

Als Spezialist für Elektronikfertigung befasst sich Ersa seit den späten 1990ern mit professioneller Nacharbeit. Damals, als das Ball Grid Array (BGA) noch ein junger Gehäusetyp war, entstand das Prozesswissen zur selektiven Bearbeitung von SMDs im Rework. Heute sind BGA nicht wegzudenken aus moderner, leistungsfähiger Elektronik. Standard in vielen Feldern, essentiell für Hochleistungselektronik. Bei 5G-Anwendungen kommen BGA mit 110 x 110 mm Kantenlänge und 0,6 bis 1,0 mm Rastermaß zum Einsatz. Am anderen Ende tummeln sich die Winzlinge elektronischer Schaltungen – bis heute unverzichtbar: passive, diskrete, zweipolige SMD-Bauteile. 01005-Chip-Kondensatoren oder Widerstände mit Abmessungen von 0,4 x 0,2 mm sind längst gängige Versionen.

Herausforderung für die Elektronikfertigung angesichts des dynamischen Bauteilformen-Spektrums besteht darin, sämtliche Bauteile im Linienprozess verarbeiten und im Fehlerfall auf entsprechende Reparaturkonzepte zurückzugreifen zu können. Zwar wurde die Anlagen- und Prozesstechnik in den letzten Jahrzehnten immer ausgefeilter, zugleich kamen immer neue Herausforderungen hinzu – etwa stetig sinkende Rastermaße oder steigende Komplexität der Schaltungen. Nach wie vor ist der Lotpastendruck für viele Lötfehler auf SMT-Baugruppen verantwortlich. Deshalb empfehlen sich moderne Schablonendrucker mit ausgefeilter Schablonentechnik und integrierter 3D-Inspektion.

Was tun im Fehlerfall?

Platzierung eines 01005-Chips mit dem Ersa Hybrid Rework System HR 600/3P
Platzierung eines 01005-Chips mit dem Ersa Hybrid Rework System HR 600/3P

Je nach Baugruppengröße und -beschaffenheit lassen sich heute alle Elektroniken erfolgreich reworken. Mit Lötstellen, die der Qualität des fehlerfreien Herstellungsprozesses ebenbürtig sind. Der „Leitfaden Rework elektronischer Baugruppen“ des ZVEI  belegt, dass Prozesse zur Nacharbeit qualifizierbar und zuverlässig durchführbar sind. Ob sehr kleine Baugruppen (z.B. Hörgeräte) oder extrem großen Baugruppen (Serverboards, 5G-Module) – die Anforderungen an den Reparaturprozess steigen. Aktuelle Ersa Rework-Systeme können Baugruppen bis 625 x 1.250 mm Größe bearbeiten. Der mittlerweile sehr hohe Automatisierungsgrad gewährleistet hohe Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit. Ob 01005 oder großer BGA: Die Bauteile werden zur Platzierung aufgenommen, per Bildverarbeitung automatisch ausgerichtet, mittels Achssystem gezielt abgesetzt und anschließend verlötet.

 

 

Mehr über die Ersa Rework-Systeme

Für BIG BOARD-Rework: Mit dem Ersa HR 600 XL können Baugruppen bis zu einer Größe von 625 x 1.250 mm und BGAs mit Kantenlängen von 120 x 150 mm automatisiert verarbeitet werden
Für BIG BOARD-Rework: Mit dem Ersa HR 600 XL können Baugruppen bis zu einer Größe von 625 x 1.250 mm und BGAs mit Kantenlängen von 120 x 150 mm automatisiert verarbeitet werden

Zur Verarbeitung von Chip-Bauteilen verfügt das Ersa HR 600/3P über feinste Düsen und eine Gurtzuführung. Per Dip-Transfer-Verfahren lässt sich das Lotpasten-Depot auffrischen. Bei großen BGA wie Land Grid Array (LGA) erfolgt die Identifikation der Anschlüsse ebenfalls vollautomatisch. Mit Hilfe der Dip&Print Station werden die Bauteilanschlüsse automatisch in Flussmittel getaucht oder mittels passender Schablone mit Lotpaste bedruckt. Während Chips meist problemlos aus- und einlötbar sind, benötigen große Bauteile einen größeren Heizkopf und hohe Abzugkräfte beim Entlöten – die Lösung bietet hier das Ersa HR 600 XL mit leistungsfähigem Vakuumsystem mit großen Düsen oder Doppel-Düsen.

Homogene Baugruppen-Erwärmung

Speziell bei sehr großen Platinen ist die homogene Baugruppen-Erwärmung wichtig. Eine ausgeklügelte Heiztechnologie sorgt für homogene Erwärmung mit minimalem Verzug – die IR-Matrix-Untenheizung am HR 600 XL bringt die Baugruppe mit 25 einzeln ansteuerbaren Heizelementen individuell optimiert auf Temperatur. Randbereiche der Platine sind stärker erhitzbar als das Zentrum, einzelne Bereiche können weniger stark erwärmt werden als andere („cold spot“).

 

Links: Matrix-Untenheizung des HR 600 XL  mit wärmerem Randbereich; rechts im Bild: Matrix-Untenheizung des HR 600 XL  mit „cold spot“
Links: Matrix-Untenheizung des HR 600 XL mit wärmerem Randbereich; rechts im Bild: Matrix-Untenheizung des HR 600 XL mit „cold spot“

Bei profilgesteuerten Lötprozessen folgen die Systemheizungen der Ersa Systeme den Messungen des führenden Regelsensors auf der Platine und sorgen automatisch für reproduzierbare Ergebnisse. Der Systemanwender erhält zusätzlich freie Sicht auf die Lötstellen durch Reflow-Prozesskameras. Mit umfassender Prozesskenntnis aus den Linienprozessen bietet Ersa passende Rework-Lösungen für die Nacharbeit moderner Baugruppen – von 01005 bis 625 x 1.250 mm!

 

Der XL-Heizkopf des Ersa HR 600 XL für Bauteile bis 150 x 120 mm Kantenlänge
Der XL-Heizkopf des Ersa HR 600 XL für Bauteile bis 150 x 120 mm Kantenlänge
Dip&Print Station an der HR 600 XL zum definierten Flussmittel-auftrag bei BGA
Dip&Print Station an der HR 600 XL zum definierten Flussmittel-auftrag bei BGA
 
 

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