Innovatives - Reparatur- /Selektivlötkonzept

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1 Innovatives - Reparatur- /Selektivlötkonzept Sebastian Worch, Siemens Enterprice Communication Manufacturing GmbH (SECM) Leipzig

2 Reparaturtechnologie - Istzustand Korrektur fehlerhafter Lötstellen sowie Austausch und Nachsetzen von Bauelementen SMD THD Beispiele: Kolben Zange BGA-Reworkstationen Restlotentfernung Miniwelle Prozessschritte: Auslöten Einbauplatz vorbereiten Bauelement bestücken Einlöten Individueller Lösungsweg je Bauelement / Einbauplatzkombination enorme Vielfalt hohe Variabilität gefordert manuell bis teilautomatisiert Seite Sebastian Worch

3 Selektivlöttechnologie - Istzustand Herstellen von einzelnen / punktuellen Lötverbindungen für THD Beispiele: THD Kolben Licht Miniwelle Laser Prozessschritte: Bauelement bestücken Einlöten In der Regel ein Programm / Baugruppe Kombinationen aus Flexibilität und hohem Durchsatz möglich teil- bis vollautomatisierte Lösungen erhältlich Seite Sebastian Worch

4 Charakterisierung vollautomatisiert Automatisierung manuell gering Wunschvorstellung Kolben BGA-Reworkstation ohne Motorisierung Miniwelle Kolben Miniwelle Vollautomat Bestückung + Löten Laserlöten BGA-Reworkstation mit Motorisierung Kosten (Equipment / Einrichtaufwand) gering Bedienereinfluss hoch Selektivlöten Reparatur hoch Seite Sebastian Worch

5 Prozesskette SMD - Reparatur (Beispiel BGA / CSP mit Heißgassystem) Auslöten Restlotentfernung Flussmittelauftrag Bestücken / positionieren Einlöten THT Reparatur (Beispiel Steckverbinder mit Miniwelle) Auslöten Restlotentfernung Flussmittelauftrag Bestücken / positionieren Einlöten Selektivlöten Bestücken / positionieren Flussmittelauftrag Einlöten Seite Sebastian Worch

6 Reparaturtechnologie - Istzustand Ablauf am Beispiel CSP Auslöten 1. Vorwärmung Lötdüse 2. Vorwärmung Baugruppe 3. Positionierung Lötdüse über BE 4. Wärmeprozess Lötdüse + Unterheizung 5. Bauelement abnehmen Beispiel-Baugruppe: Typisches Auslötprofil: Seite Sebastian Worch

7 Charakterisierung des CSP Reworkprozess am Beispiel Siemens Enterprice Communication Manufacturing (SECM) Leipzig Prozesszeit für Temperaturprozess ohne LP-Handling *1) T-Belastung direktes BE-Umfeld T-Belastung LP gesamt Probleme Prozesseinrichtung angepasste Düse Auslöten 90 s 250 C 130 C Langzeit Temperatur- Stabilität Thermoelementpräparation und Profilanpassung Restlotentfernung 90 s 250 C 130 C Universelles Absaugtool Programmierung Flussmittelauftrag / 130 C Flussmittelaktivität Positionierung der (LP bleibt über längere neuen Bauelemente vorgewärmt) Temperaturbelastung angepasste Düse Einlöten 120 s 250 C 130 C Langzeit Temperaturstabilität Thermoelementpräparation und Profilanpassung gesamt 300 s + 60s LP-/ BE-Handling *1) = Zeiten inklusive anteiliger Zeiten für System- und Baugruppenvorwärmung jeweils ca. 30s Seite Sebastian Worch

8 Wunschvorstellungen an System: Kurze Prozesszeiten Hohe Reproduzierbarkeit / Qualität Hohe Flexibilität für verschiedene Produkte hoher Durchsatz Kombination verschiedener prozessschritte Hoher Automatisierungsgrad Geringer Einrichtaufwand Seite Sebastian Worch

9 Ideenfindung Vorteile / Stärken von Miniwelle / Heißgasdüse: Heißgasrepasysteme Kombination BE-Handling Lötprozess BE mit vedeckten Anschlüssen Miniwellenlötsysteme sehr gute Wärmeübertragung Belotung / Benetzung Aus- Einlöten von THD Idee: Kombination der Verfahren Nutzung Miniwelle zum Auslöten von SMD Seite Sebastian Worch

10 Innovatives - Reparatur- /Selektivlötkonzept Lösungsansatz / -umsetzung Idee: Kombination der Verfahren Nutzung Miniwelle zum Auslöten von SMD Auszulötendes Bauelement Flüssiges Lot Vakuum TLötstelle Miniwelle herkömmliches System Ts Einsparung von Zeit gegenüber herkömmlichen Systemen t Seite Sebastian Worch

11 Innovatives - Reparatur- /Selektivlötkonzept Lösungsansatz / -umsetzung Prototyp: 1. Positionieren Prozessablauf T 2. Durchwärmen Düse: Vakuum = EIN 3. Bauelement abnehmen Seite Sebastian Worch

12 Innovatives - Reparatur- /Selektivlötkonzept Realisierter Prototyp: => Prototyp erfolgreich für das Auslöten einer Miniserie von 100 produktiven Baugruppen getestet. Video => Zeit je Baugruppe inklusive Handling ca. 60s (ca. 40s Zeit für Wärmeprozess) => Temperaturbelastung der direkten Umgebung des auszulötenden BE ca. 100 C Seite Sebastian Worch

13 Erreichter Status / Ausblick: - Prototyp erfolgreich zum Auslöten von Bauelementen getestet => Für den Schritt Auslöten realisiert: kurze Prozesszeiten, hohe Qualität + Flexibilität, hoher Durchsatz, geringer Einrichtaufwand - Erste Vorversuche zur Nutzung des Systems auch für die Restlotentfernung erfolgreich - Zusammenarbeit mit der Fa. Rehm zur Umsetzung in ein Produkt mit dem Ziel einer Kombination von Selektivlötanwendungen und Rework => Ziel: Kombination verschiedener Prozessschritte und hohe Automatisierung - Ausgiebige Erprobung des Systems für die Restlotentfernung - Ideen sind auch für den Einlötprozess vorhanden Seite Sebastian Worch

14 Innovatives - Reparatur-/ Selektivlötkonzept Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Seite Sebastian Worch