Forschungsprojekt neue Verfahren zur Fertigung elektronischer Baugruppen

Bei der Herstellung elektronischer Baugruppen spielen thermische Prozesse naturgemäß eine große Rolle. Einer dieser thermischen Prozesse, bei dem ein hoher Energieeintrag in die Baugruppe erfolgt, ist der Reflow-Lötprozess. Die durch das Reflowsystem generierte Wärmeenergie wird dabei aber nicht nur auf das Produkt übertragen, sondern auch in den Ofen selbst. Bei den etablierten Verfahren ist dieser Umstand unumgänglich, reduziert jedoch deutlich die energetische Effizienz.

Dreidimensionale Darstellung einer Platine mit eingebetteter Heizschicht und Bauelement (Quelle: SEHO)

Im Rahmen des neuen Forschungsprojekts ERFEB, das von SIEMENS Corporate Technology koordiniert wird, untersuchen Material- und Anlagenspezialisten der Branche, darunter B&B Sachsenelektronik GmbH, FutureCarbon, Heraeus und Lackwerke Peters, ob die zur Lötung einer Baugruppe erforderliche Energie durch Integration der Heizsysteme in den Schaltungsträger eingebracht werden kann. Die Energie wird damit innerhalb des Produktes selbst erzeugt, wodurch der gesamte Energieverbrauch deutlich reduziert wird. Das Projekt wird mit wissenschaftlicher Fachkompetenz von der Universität Rostock sowie Neue Materialien Bayreuth begleitet. Projektpartner zur Realisierung des Lötsystems ist SEHO Systems GmbH.

Bei der im Schaltungsträger eingebetteten Heizschicht handelt es sich um ein spezielles Material, das mithilfe der jouleschen Erwärmung die erforderliche Löttemperatur an den erforderlichen Stellen auf der Baugruppe erzeugen soll. Der Vorteil liegt dabei auf der Hand: Die Lötanlage selbst muss nicht erwärmt werden, so dass die energetische Effizienz deutlich erhöht wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Konvektions-Reflow-Lötverfahren ist mit einer integrierten Heizstruktur eine theoretische Energieverbrauchsreduzierung von bis zu 50% möglich.

Darüber hinaus werden auch Einsparungen im Bereich der Stickstoffversorgung sowie im Hinblick auf die benötigte Anlagenstellfläche erzielt.

Das Forschungsprojekt ERFEB wurde Ende 2017 gestartet und ist auf eine Laufzeit von 3 Jahren ausgelegt. Im Rahmen des Projekts werden unterschiedliche Heizschichten entwickelt und Verarbeitungstests durchgeführt sowie Methoden zur Applikation und Nutzung des Verfahrens im Bereich des Lötens und darüber hinaus untersucht.

Das Projekt unter Leitung des Projektträgers Forschungszentrum Jülich wird durch das BMWi gefördert (Kennzeichen ERFEB, 03ET1533A).

seho.de

 

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