Dr.-Ing. Andreas Leitz, Prozesstechnologe, Eutect GmbH
Das Laserlöten von Baugruppen in der Elektronikfertigung erfordert höchste Präzision, um empfindliche Bauteile während des Lötprozesses thermisch zu schonen und zuverlässige Lötverbindungen sicherzustellen.
Der Galvo-Scanner, den Eutect, Spezialist für selektive Lötautomationen, in Verbindung mit den hauseigenen Laserlötmodulen anbieten, ist ein hoch entwickeltes Laser-Scanning-System, das diesen Prozess effizienter und qualitativ noch hochwertiger umsetzt. Des Weiteren verringert der Galvo-Scanner die Verfahrwege der Baugruppen oder des Lötmoduls, wodurch Taktzeiten reduziert werden können.
DYNAMISCHES STRAHLFÜHRUNGSSYSTEM
„Die Anforderungen an die Lötprozesse in der Elektronikfertigung steigen kontinuierlich. Immer kleinere Bauteile und eine immer höhere Packungsdichte erfordern gerade beim selektiven Laserlöten ein extrem präzises Vorgehen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Galvo-Scanner u.a. die ideale Option“, erklärt Matthias Fehrenbach, Geschäftsführer der Eutect GmbH. Ein Galvo-Scanner ist ein hochpräzises, dynamisches Strahlführungssystem, das in Laserprozessen wie dem Laserlöten, Laserschweißen oder Lasergravieren eingesetzt werden kann. Die Technologie ermöglicht eine schnelle und flexible Positionierung des Laserstrahls innerhalb des Scanfelds. Dabei arbeitet die Scanneroptik mit zwei hochpräzisen Spiegeln, die den Laserstrahl in X- und Y-Richtung lenken. Die Spiegel sind auf Galvanometer-Motoren montiert, die sehr schnell und präzise gesteuert werden können. Der Laserstrahl lässt sich somit innerhalb von Millisekunden an eine neue Position bewegen. Die Größe des Scanfelds hängt von den eingesetzten Brennweiten der Kollimations- und f-theta Linse ab. Standardmäßig kommt bei Eutect ein Scanfeld von 140 x 140 mm zum Einsatz. Dank der Kombination aus hoher Präzision, schneller Prozessgeschwindigkeit und flexibler Integration ermöglicht der Galvo Scanner einen zeitoptimierten und zuverlässigen Lötprozess.
KOMPLEXE LÖTGEOMETRIEN MIT HÖCHSTER GENAUIGKEIT
Anhand der dynamischen Strahlführung fokussiert der Scanner den Laserstrahl gezielt und hochpräzise auf die Lötstellen der Baugruppe. Neue Lösungsansätze sind beispielsweise eine gezielte, quasisimultane Aufweitung des Laserstrahls durch eine schnelle kreisrunde Bahnbewegung möglich. Anhand der schnellen und flexiblen Bewegungen des Strahls lassen sich selbst komplexe Lötgeometrien mit höchster Genauigkeit bearbeiten. Darüber hinaus ist ein schonendes, punktuelles Vorwärmen mit der Scannertechnologie realisierbar. „Die Scannertechnologie bietet zahlreiche Vorteile, die wir uns beim Laserlöten zunutze machen“, ergänzt Fehrenbach. Die hochdynamische Steuerung ermöglicht eine exakte Ausrichtung des Laserstrahls, sodass auch feine Strukturen sicher gelötet werden können. Gleichzeitig sorgt die schnelle Strahlführung für eine erhebliche Reduktion der Taktzeiten, was die Effizienz der Produktion steigert. Durch die gezielte Wärmeeinbringung wird die thermische Belastung benachbarter Komponenten minimiert, was insbesondere für temperaturempfindliche Baugruppen von Vorteil ist. „Dank seiner kompakten Bauweise lässt sich der Galvo-Scanner problemlos in unsere bestehenden Fertigungskonzepte und Lötprozesse integrieren“, so Fehrenbach.
REDUKTION DER TAKTZEITEN
Dazu zählt neben dem Laserlöten auch das Löten mit dem Eutect Laser Knife, bei dem der berührungslose Wärmeeintrag über den Laser gezielt vorgenommen werden kann. Die Laserquelle oder das zu verlötende Produkt müssen dazu nicht verfahren werden. „Gerade bei taktzeitsensiblen Projekten kann diese Möglichkeit erhebliche Aufwände einsparen“, so Fehrenbach. Des Weiteren kann, je nach Laserlötprozess und Baugruppe, auf einzelne Kinematikmodule, die für die Bewegung in X und Y verantwortlich sind, verzichtet werden. „Dies gilt für das Löten einzelner Punkte bis hin zu ganzen Linien“, so Fehrenbach. Auch bei großen Lötstellen, wie beispielsweise beim Anlöten von Kontakten auf einen Folienkondensator, kann der Laser mit Galvo-Funktion eingesetzt werden, um einen schnellen und zuverlässigen Wärmeeintrag in die großflächige Lötstelle zu garantieren.
Über EUTECT
Seit über 25 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 sowie Automationen im Bereich des Lötens an.
Aus Prozessmodulen der unterschiedlichsten Löttechniken werden die für die Aufgabenstellung prozesstechnisch und wirtschaftlich optimalen Module gewählt und zu bewährten Stand-Alone-, Rundtakt- oder Inline-Fertigungskonzepten für Gesamtlösungen kombiniert.
Der EUTECT Modulbaukasten zeigt, dass durch einzelne Module oder freie Kombinationen oft eine schlanke, individuelle Lösung aus bewährten Bausteinen für die Aufgabenstellung eines Kundenprodukts erreicht werden kann.
Für die optimale Lösung durch Evaluierung oder die serienreife Fertigung von A-B-C-Mustern steht ein technologisch umfangreiches und innovatives EUTECT Technikum zur Verfügung.