Alles (fast) wie zu Hause


Titelthema a:lot 15 - Sommer 2015

In der Elektronikfertigung kommen viele Verbrauchsmaterialien zum Einsatz, deren Haltbarkeit begrenzt ist. Das führt zu Konflikten zwischen wirtschaftlichen und technischen Überlegungen. Während größere Gebinde den Preis pro Einheit senken, nimmt die Qualität des Endprodukts zu, je kleiner die Verarbeitungseinheit ist. a:lot gibt Tipps, wie man das Lagermanagement für Verbrauchsmaterialien optimiert.

Im Prinzip ist das Problem aus der heimischen Küche bekannt: Sobald ein verderbliches Produkt hergestellt worden ist, kann sein Verfallsprozess nur noch verlangsamt, aber nicht mehr gänzlich aufgehalten werden. Auch bei vielen Verbrauchsmaterialien in der Elektronikfertigung ist das so, unter anderem bei:
- Flussmitteln
- Lotpasten
- Fluxgelen
- Lötfetten
- Klebstoffen
Bei den Verfallsprozessen in der industriellen Fertigung spielen allerdings noch ganz eigene Faktoren eine wichtige Rolle. Während die Gebindegrößen und die Logistikkette für Privathaushalte generell auf kleine Verbrauchsmengen ausgelegt sind, stehen den industriellen Einkäufern von kleinsten bis riesigen Mengen alle Möglichkeiten offen. Aus kaufmännischer Sicht ist das oft eine Verlockung, kosten große Gebinde pro Einheit mitunter nur den Bruchteil einer kleinen Menge. Außerdem schwanken die Verbrauchsmengen in der Industrie zum Teil erheblich, sodass kurzfristige Ausgleichsmaßnahmen nötig sind.
Hinzu kommt ein anderer wesentlicher Faktor: Industrielle Verbrauchsmaterialien dienen in der Regel zur Herstellung von Produkten. Deren Qualität hängt unter anderem davon ab, ob alle verwendeten Komponenten hochwertig sind. Um Kosten zu sparen, besteht dennoch oft die Verlockung, abgelaufene Produkte trotzdem zu benutzen, auch auf die Gefahr hin, dass die Qualität des Endprodukts leidet. Allerdings gibt es in diesem Punkt wiederum eine Gemeinsamkeit zu den heimischen Lebensmitteln: Nicht alle Verbrauchsmaterialien werden am Tag des Ablaufs ihres Haltbarkeitsdatums unbrauchbar. Ob das Produkt noch gebrauchsfähig ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann oftmals mit einfachen Tests geprüft werden (s. Kasten).


So erkennen Sie, ob Lotpaste noch brauchbar ist

Die auf den Gebinden angegebenen Verfallsdaten sind meistens vorsichtig bemessen. Es ist deshalb nicht zu erwarten, dass eine Lotpaste einen Tag nach dem Verfallsdatum nicht mehr brauchbar ist. Dennoch ist Vorsicht geboten, immerhin kann die Qualität des Endprodukts erheblich leiden, wenn einzelne Komponenten qualitativ minderwertig sind. Bei Lotpaste sind zwei Faktoren wichtig: die Viskosität und die Koaleszenz. Beide können recht einfach getestet werden.
Um zu sehen, ob die Viskosität noch ausreichend ist, können Sie einfach einen Druck- oder Dosiertest vornehmen. Um die Koaleszenz zu prüfen, können Sie einen Löttest (Reflow) mit der Paste durchführen. Fließt sie dabei zu einem Ball zusammen, der von Flussmittelmasse umgeben ist und in der keine oder nur wenige verschmolzene Lotkugeln enthalten sind, sollte die Paste noch brauchbar sein. Andernfalls, aber auch bei Zweifeln sollten Sie die Paste entsorgen und durch frische ersetzen.


Lückenlose Kühlung wichtig

Ganz besonders heikel ist die Haltbarkeit bei Lotpasten. Sie enthalten Inhaltsstoffe, die als Aktivatoren bezeichnet werden und deren Aufgabe es ist, Oxide von der Oberfläche zu entfernen. Dieser Effekt ist allerdings nicht nur auf der Oberfläche erwünscht, auf der gelötet werden soll, sondern auch auf dem Lötpulver selbst. Damit dieser Effekt nicht sofort eintritt, werden in der Regel Aktivatoren verwendet, die durch Hitze aktiviert werden. Es kann aber passieren, dass das Flussmittel auch bei Raumtemperatur mit dem Lötpulver reagiert, sodass die Lotpaste klumpig und unbrauchbar wird. Diesen Effekt kann man dämpfen, indem man die Lotpaste bei 5-8 °C lagert, also etwa bei Kühlschranktemperatur.
Damit die Haltbarkeit von bis zu sechs Monaten erhalten bleibt, ist es wichtig, dass die Kühlkette von der Produktion bis zur Verarbeitung lückenlos ist. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal für einen Anbieter von Lotpaste ist deshalb, wie er die Ware verschickt. Sie sollte unbedingt in einer isolierten Verpackung mit Kühlakkus geliefert werden. Bei der Eingangskontrolle der Ware können Sie ganz einfach anhand der Temperatur in der Verpackung sehen, ob die Kühlkette aufrechterhalten wurde. Sofort nach der Anlieferung sollte die Ware dann wieder ausreichend kühl gelagert werden.

Aufwärmvorgang nicht künstlich beschleunigen

Beim Verbrauch ist darauf zu achten, dass das FIFO-Prinzip angewandt wird: first in, first out. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass keine Charge veraltet. Kühlschränke mit Glastüren sind hilfreich, um diesen Prozess zu überwachen, weil alle gelagerten Bestände stets gut sichtbar sind. Da Lotpaste nicht im gekühlten Zustand verarbeitet werden kann, sollte sie etwa 12 bis 24 Stunden lang bei Zimmertemperatur aufgewärmt werden. Sehen Sie davon ab, diesen Prozess zu beschleunigen, zum Beispiel auf der Heizung oder im Reflowofen.
Aufgetaute Lotpaste hat eine Topfzeit von etwa einer Woche, das heißt, in dieser Zeit ist sie gut zu verarbeiten, ohne dass ein erheblicher Qualitätsverlust zu erwarten ist. Es empfiehlt sich deshalb, den Bedarf für eine Woche vorauszuplanen und nur so viel Menge aufzutauen, wie man in diesem Zeitraum braucht. Grundsätzlich ließe sich überschüssige Lotpaste zwar wieder kühlen, allerdings werden Haltbarkeit und Qualität dadurch abnehmen. Das ist ähnlich wie bei der Milch im Kühlschrank zu Hause. Bei Lotpaste kommt allerdings noch hinzu, dass sich durch wiederholtes Auftauen und Kühlen Kondenswasser an der Innenseite der Metalldosen bilden kann. Dieses wiederum trägt zu einer schnelleren Oxidation bei.


Tipps vom Experten:

Michael Fullbrecht ist Außendienstmitarbeiter von Wetec. Er ist Spezialist für die Bereiche Lötdrähte, Lotpasten und Klebstoffe für die Elektronikfertigung und gibt folgende Tipps für ein optimales Lagermanagement bei Verbrauchsmaterialien:

  • Planen Sie Ihre Verbrauchsmengen gründlich und optimieren Sie Ihre Lagerhaltung! Bedenken Sie dabei auch die Transport- und Lieferzeiten!
  • Suchen Sie sich seriöse Lieferanten aus, die Ihnen hochwertige Ware mit einer langen Resthaltbarkeit gewährleisten können.
  • Schließen Sie Rahmen- und Abrufaufträge mit Ihren Lieferanten ab! Das verbessert Ihre Versorgungssituation und macht Sie flexibler.
  • Prüfen Sie beim Erhalt der Ware, ob die Kühlkette lückenlos ist oder ob sie unterbrochen wurde!
  • Kontrollieren Sie das Verfallsdatum und geben Sie nicht mehr haltbare Ware zurück! Achtung: Mitunter ist auf den Gebinden sowohl das Herstellungs- als auch das Verfallsdatum angegeben.
  • Beachten Sie die Angaben auf dem technischen Datenblatt und lagern Sie die Produkte sofort nach der Anlieferung sachgerecht ein!
  • Vermeiden Sie Sparkäufe von großen Gebinden! Unbrauchbare Restmengen und qualitativ minderwertige Endprodukte sind am Ende teurer als verbrauchsgerechte Gebindegrößen.


Kleine Gebinde können am Ende doch billiger sein

Auch Flussmittel sind gekühlt länger haltbar, allerdings ist dabei zu unterscheiden, ob es sich um ein alkohol- oder wasserbasiertes Produkt handelt. Während erstere ebenfalls bei Kühlschranktemperatur gelagert werden sollten, wird für wasserbasierte Flussmittel eine Lagertemperatur über zehn Grad empfohlen. Beide sollten aber keinesfalls eingefroren oder Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt werden. Außerdem wird eine dunkle oder jedenfalls UV-freie Lagerung empfohlen.
Insbesondere bei alkoholbasierten Flussmitteln ergibt sich der eingangs erwähnte Konflikt zwischen wirtschaftlichen und technischen Interessen. Ein 25 Liter-Kanister ist in der Regel preiswerter als eine 1 Liter-Flasche. Allerdings muss der Kanister wesentlich häufiger geöffnet werden, um die gewünschte Menge zu entnehmen. Bei jedem Öffnen gast das Flussmittel ein wenig aus. Hinzu kommt, dass das zunehmende Luftvolumen im Kanister die chemische Reaktion begünstigt, sodass die letzten ein bis drei Liter qualitativ minderwertig oder ganz unbrauchbar sein können.

Ein-Komponenten-Kleber richtig lagern

Die Haltbarkeit von Klebstoffen liegt zwischen drei Monaten und zwei Jahren. Auch bei ihnen wird eine kühle Lagerung empfohlen, die möglichst immer unter 20 Grad liegen sollte. Die in der Elektronikfertigung beliebten Epoxidharze (Epoxis) sind als ein- und zweikomponentige Produkte erhältlich. Müssen sie erst gemischt werden, sind sie zwar länger haltbar, dafür sind der Verarbeitungsaufwand und die Fehlermöglichkeiten höher.
Einkomponentige Epoxis sollten ebenfalls bei 5-8 Grad gelagert werden, um die Abbindereaktion zu unterdrücken. Bei diesen Temperaturen nimmt die Viskosität allerdings so weit ab, dass der Kleber nicht mehr durch die Düse passt und also nicht verarbeitet werden kann. Auch hier empfiehlt sich deshalb eine genaue Bedarfsplanung, sodass der Kleber rechtzeitig vor der Verarbeitung auf Raumtemperatur erwärmt wird.
Theoretisch sind auch zahlreiche andere Produkte, wie zum Beispiel Lötdrähte oder -fette, nur begrenzt haltbar. In der Praxis ergeben sich hierbei aber kaum Einschränkungen, weil die Haltbarkeit mit bis zu zwei Jahren sehr hoch ist und auch danach oftmals keine nennenswerten Qualitätseinschränkungen eintreten.

Qualitätsmanagement bei Wetec

Für ein optimales Lagermanagement von Verbrauchsmaterialien ist es notwendig, die gesamte Prozesskette von der Produktion der Ware über den Transport und die Lagerung bis hin zu ihrem Einsatz zu berücksichtigen. Dafür ist es wichtig, Lieferanten zu haben, die dafür Sorge tragen, dass stets frische Ware mit einer maximalen Haltbarkeit zur Verfügung gestellt wird. Nicht zuletzt deshalb hat der Systemlieferant Wetec im Bereich der Lotpasten eine strategische Partnerschaft mit Almit (s. Interview) und anderen Lieferanten (Solder Chemistry, Multicore, Loctite) abgeschlossen. Außerdem verfügt Wetec über ein Kühl- und Sicherheitslager, das die ununterbrochen sachgerechte Aufbewahrung von sensiblen Produkten ermöglicht.
„Wir versenden verderbliche Produkte grundsätzlich in isolierten Paketen mit Kühlakkus“, stellt Geschäftsführer Wolfgang Schulz fest. Außerdem werden die Lagerbestände so geplant, dass alle Produkte möglichst kurz bei Wetec verbleiben. Sollte ein Kunde sich bei seinen Mengenplanungen verkalkuliert haben, nimmt Wetec nicht gebrauchte Ware als besonderen Kundenservice unter Umständen wieder zurück, wenn die Resthaltbarkeit noch ausreichend lang ist. „Unsere Außendienstler unterstützen auf Wunsch die Bedarfsplanung unserer Kunden“, sagt Ulrich Heil, Außendienstleiter des Systemlieferanten. Sein Rat lautet: „Wenn Sie Ihren regelmäßigen Bedarf ungefähr absehen können, hilft ein Abrufauftrag allen Beteiligten, einen schnellen und reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.“


Interview mit Michael Mendel, Geschäftsführer Almit Deutschland

Frische Ware direkt aus Japan

a:lot: Ihre Lotpasten werden in Japan hergestellt. Wie gelingt es Ihnen trotzdem, den deutschen Kunden Ware mit langer Haltbarkeit zu liefern?
Mendel: Die Lotpasten werden in Japan eingefroren und dann in Kühlbehältern nach Deutschland geflogen. Bei uns in Michelstadt kommen sie dann sofort ins Kühlhaus. Und auch wir verschicken die Ware selbstverständlich nur in entsprechenden Behältern mit Kühlakkus, und das auch nur Anfang der Woche. So können wir ausschließen, dass die Sendungen am Wochenende irgendwo rumliegen.
a:lot: Ihr Lieferprogramm umfasst eine große Bandbreite an Produkten, darunter auch zahlreiche Spezialitäten. Wie stellen Sie sicher, dass trotzdem immer frische Ware rausgeht?
Mendel: Wir verfügen über sehr viel Erfahrung im Lagermanagement und analysieren die Verbrauchszahlen sehr genau. Auf diese Weise gelingt es uns, eine Verweildauer von maximal drei bis vier Wochen, bei den gängigen Produkten sogar nur ein bis zwei Wochen, auf unserem Lager zu realisieren.
a:lot: Sind denn die Abrufzahlen so konstant?
Mendel: Bis zu einem gewissen Grad schon. Natürlich kommt es aber immer wieder vor, dass plötzlich größere Mengen eines Produkts benötigt werden, die wir vorher nicht eingeplant hatten. Dann setzen wir alles daran, diesen Bedarf zu decken. Der Kunde kriegt meistens gar nicht mit, welchen Aufwand wir dafür betreiben.
a:lot: Wäre es nicht billiger und einfacher, die Lotpaste in Deutschland oder wenigstens in Europa zu produzieren?
Mendel: Wir denken darüber nach, aber spruchreif ist das noch nicht. Immerhin geht es um ein hochsensibles und sehr technisches Produkt. Die Zusammensetzung des Flussmittels in unseren Lotpasten kennt nur die Eigentümerfamilie von Almit. Das Flussmittel müsste also nach wie vor aus Japan kommen.
a:lot: Vielen Dank für das Gespräch!


Text: Volker Neumann, Michael Fullbrecht


Zurück zum Heftarchiv