Produktionsleiter in der SMT-Fertigung stellen uns immer wieder dieselbe Frage: Platinen reinigen in der Durchlaufanlage oder in der Kammeranlage? Die Antwort hängt an drei Zahlen — Taktzeit der Linie, Losgröße und Rüstzeit pro Produktwechsel. Wer diese drei Größen kennt, kann die Entscheidung rechnen, statt sie zu schätzen.
Taktzeit, Losgröße und Rüstzeit: die drei Größen der Entscheidung
In der Fertigungsplanung werden zwei Zeiten häufig verwechselt. Die Taktzeit ist der Abstand, in dem die Linie eine neue Baugruppe liefert; sie ergibt sich aus Linienleistung und Stückzahl pro Schicht. Die Zykluszeit ist die Zeit, die eine Charge in der Anlage tatsächlich verbringt — Reinigen, VE-Wasser-Spülung und Trocknung eingerechnet. Eine Durchlaufanlage arbeitet kontinuierlich und koppelt beide Zeiten aneinander; eine Kammeranlage arbeitet im Chargenbetrieb, bei dem die Zykluszeit parallel zur übrigen Fertigungszeit läuft.
Die zweite Größe ist die Losgröße. Sie entscheidet, wie oft gerüstet werden muss: Ein Produktwechsel mit anderem Flussmitteltyp, anderer Vorrichtung oder anderem Reinigungsprogramm kostet Rüstzeit — die dritte, am häufigsten unterschätzte Größe. Bei einem Lohnfertiger mit vielen kleinen Losen fällt sie pro Woche mehrfach an, bei einer Serienfertigung mit stabilem Programm praktisch nie.
Die folgende Übersicht ordnet beide Bauformen nach diesen Kriterien ein. Genannt sind typische Größenordnungen für Anlagen der Elektronikfertigung, keine Zusagen für den Einzelfall — die Auslegung erfolgt pro Projekt.
| Kriterium | Durchlaufreinigungsanlage (Inline) | Kammerreinigungsanlage (Chargenbetrieb) |
|---|---|---|
| Arbeitsweise | kontinuierlicher Transport durch Reinigen, Spülen und Trocknen | eine Charge pro Zyklus, Beladung von Hand oder per Wagen |
| Kopplung an die SMT-Linie | direkt, im Takt von Drucken, Bestücken und Reflow | entkoppelt, wirkt als Puffer zwischen Löten und Reinigen |
| Typische Zeiten | 2–6 min pro Träger | 20–60 min pro Charge, inklusive Trocknung |
| Losgröße | hohe, gleichbleibende Stückzahlen | kleine und mittlere Lose, wechselnde Produkte |
| Rüstzeit beim Produktwechsel | gering, Transportbreite und Programm bleiben stehen | gering bis mittel, Programmwechsel ohne Umbau |
| Personalbindung | eine Bedienkraft kann mehrere Anlagen mitführen | Be- und Entladen bleibt Handarbeit |
| Fläche und Medien | längerer Aufstellweg, Anbindung an die Linie, VE-Wasser und Druckluft | kompakter Aufstellmaß, Anschlüsse für VE-Wasser und Druckluft |
| Typisches Fertigungsprofil | Serienfertigung im Mehrschichtbetrieb | Lohnfertigung, Musterbau, Reparatur, hohe Produktvielfalt |
Wann die Durchlaufanlage die wirtschaftlichere Wahl ist
Die Durchlaufreinigungsanlage ist die Antwort auf eine stabile, hohe Stückzahl. Sie arbeitet mit programmierter Transportgeschwindigkeit, konstantem Sprühdruck und geregelter Reinigungsmitteltemperatur zwischen 40 und 60 °C; VE-Wasser-Spülung und Heißlufttrocknung laufen im gleichen Durchgang. Weil jeder Träger dieselbe Behandlung erfährt, sind die Prozessdaten reproduzierbar und für Nachweispflichten dokumentierbar — ein Argument, das bei Kunden mit Audit-Anforderungen den Ausschlag gibt, etwa bei IPC J-STD-001 und der Angabe der Ionenkontamination in µg/cm² NaCl-Äquivalent.
Wirtschaftlich entscheidend ist die Personalbindung: Eine Inline-Anlage läuft ohne Handhabung der Baugruppen, eine Bedienkraft führt sie zusammen mit der Linie. Dem stehen höhere Investition, längerer Aufstellweg und die Bindung an einen Linientakt gegenüber. Läuft die Fertigung häufig mit kleinen Losen und ständigen Produktwechseln, verschenkt eine Durchlaufanlage genau den Vorteil, für den sie gekauft wurde.
Wann die Kammeranlage die wirtschaftlichere Wahl ist
Die Kammerreinigungsanlage ist die flexiblere Bauform. Sie reinigt eine Charge — etwa einen Wagen mit bestückten Baugruppen, Lötrahmen, Wellenlötpaletten oder Vorrichtungen — in einem geschlossenen Programm. Weil sie nicht an den Linientakt gekoppelt ist, lässt sie sich zwischen Löten und Prüfen als Puffer einsetzen, und der Aufstellmaß fällt deutlich kompakter aus. Für Lohnfertiger mit hoher Produktvielfalt ist sie in der Praxis der übliche Einstieg.
Ihr Preis ist die Handarbeit: Be- und Entladen bleiben manuell, und mehrere Anlagen brauchen mehrere Bedienschritte. Bei sehr großen Stückzahlen steigt damit der Personalaufwand pro Baugruppe über den Vorteil der niedrigeren Investition. Der folgende Entscheidungsweg hilft, das vorab zu prüfen:
- Stückzahl und Takt: Liegt die Linie im Mehrschichtbetrieb überwiegend über mehrere hundert Baugruppen pro Tag bei gleichbleibendem Programm?
- Produktvielfalt: Wie viele Produktwechsel mit eigenem Reinigungsprogramm oder eigener Vorrichtung gibt es pro Woche?
- Anlagenkopplung: Kann die Reinigung im Takt der Linie arbeiten, oder braucht sie einen Puffer zwischen Löten und Prüfen?
- Fläche und Medien: Sind Aufstellweg, VE-Wasser-Aufbereitung, Druckluft 0,5–0,7 MPa und eine Abscheidung für das Prozesswasser vorhanden?
- Bauteilgrenzen: Bestimmen Bauteilhöhe, Spaltmaße unter QFN oder BGA und die zulässige Bauteilbelastung das Verfahren?
Statt Maschinenpreise einander gegenüberzustellen, gehört der Aufwand pro gereinigter Baugruppe in die Entscheidung. Die folgende Übersicht zeigt, welche Blöcke dabei zusammengehören:
| Kostenblock | Ansatz in der Rechnung | Wirkung |
|---|---|---|
| Investition | über die geplante Nutzungsdauer abschreiben und auf die Jahresstückzahl umlegen | wirkt bei der Durchlaufanlage höher, bei der Kammeranlage niedriger |
| Rüstzeit | Zahl der Produktwechsel × Rüstzeit × Stundensatz der Fertigung | entscheidet bei kleineren Losen stärker als der Maschinenpreis |
| Personal | Bedienzeit pro Charge beziehungsweise pro Schicht durch die Stückzahl teilen | hängt an Losgröße und Schichtmodell, nicht am Gerät |
| Medien und Verbrauch | VE-Wasser, wasserbasiertes Fluid und Filter pro Jahr erfassen | steigt mit der Zahl der Spülstufen und mit der mehrstufigen Filtration 10 / 5 / 1 µm |
| Ausschuss und Nacharbeit | Nachreinigung und Reklamationen vor und nach der Investition vergleichen | saubere Oberflächen tragen die Haftung der Schutzlackierung |
Als Formel bleibt: Reinigungskosten je Baugruppe = (Investition pro Jahr + Rüstzeit + Personal + Medien + Ausschuss) / gereinigte Baugruppen pro Jahr. Setzen Sie Ihre eigenen Werte ein: Bei gleichbleibend hoher Stückzahl im Mehrschichtbetrieb kippt die Rechnung in Richtung Durchlaufanlage, bei wechselnden Produkten und kleineren Losen bleibt die Kammeranlage die wirtschaftlichere und flexiblere Lösung. Beide Bauformen bieten wir als Reinigungsanlagen für Leiterplatten an; wer zuerst die Verfahren grundsätzlich vergleichen möchte, findet den Einstieg im Verfahrensvergleich Isopropanol, Ultraschall oder Reinigungsanlage.
Häufige Fragen zum Reinigen von Platinen
Ab welcher Stückzahl lohnt sich eine Durchlaufanlage?
Eine pauschale Zahl lässt sich nicht seriös nennen, weil Taktzeit, Losgröße und Schichtmodell zusammenwirken. Als Orientierung gilt: Wenn die Reinigung überwiegend im Takt einer Linie mit gleichbleibendem Programm und mehreren Schichten läuft, gleicht die Durchlaufanlage ihre höhere Investition über Personal- und Rüstzeit aus. Bei wechselnden Produkten und kleinen Losen bleibt die Kammeranlage wirtschaftlicher.
Erreicht eine Kammeranlage dieselbe Reinheitsklasse wie eine Inline-Anlage?
Ja. Die Reinheitsklasse ergibt sich aus Prozessführung und Prüfung, nicht aus der Bauform: Reinigungsmitteltemperatur, Sprühdruck, Leitfähigkeit des VE-Wassers und Trocknung bestimmen das Ergebnis. Beide Bauformen lassen sich so auslegen, dass sich ein Nachweis über ROSE-Test oder Ionenchromatographie führen lässt.
Reinigen Kammeranlagen auch Vorrichtungen und Werkzeuge?
Im Chargenbetrieb lassen sich bestückte Baugruppen, Lötrahmen, Wellenlötpaletten und Vorrichtungen nacheinander reinigen — oft in derselben Anlage mit unterschiedlichen Programmen. Für Druckschablonen und Bestückdüsen sind Aperturen und Rakel maßgeblich; sie brauchen ein eigenes Reinigungsprogramm und passende Halterungen.
Welche Angaben brauchen Sie für eine Auslegung?
Für eine belastbare Auslegung genügen wenige Angaben: größte und kleinste Platinengröße, Tagesstückzahl, Zahl der Schichten, Flussmitteltyp, Bauteilhöhe, geforderte Reinheitsklasse sowie vorhandene Medienanschlüsse. Auf dieser Basis erhalten Sie ein Angebot innerhalb von 24 Stunden, einschließlich Hinweisen zu Ersatzteilen und Inbetriebnahme.
Quellen & weiterführende Links
- Ultraschallreinigung — Kavitation als Wirkprinzip (Wikipedia)
- IPC-CH-65B — Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies (offizieller Standard, Inhaltsverzeichnis, engl.)
- Fraunhofer IPA — Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung — Forschung zur industriellen Reinigung