Wie Die Lotpaste auf die Leiterplatte kommt
Die Aufbringung von Lotpaste ist ein wichtiger Prozessschritt in der SMT-Fertigung. Mit der Lotpaste werden die Bauteile auf die Leiterplatte aufgebracht und eine elektrische Verbindung zwischen beiden Komponenten hergestellt. Eine weitere Funktion ist die Verhinderung einer Oxidation an den Anschlüssen im Reflowofen.
Der Auftrag der Lotpaste kann in verschiedenen Verfahren erfolgen. In der SMT-Fertigung bei Baudisch Electronic kommt die vollautomatische Siebdrucktechnik zum Einsatz, welche einen besonders präzisen Auftrag in kürzester Zeit ermöglicht. Bei diesem Verfahren wird die Lotpaste über eine speziell angefertigte Schablone auf die Leiterplatte aufgebracht.
Sowohl in der Entwicklungsphase, als auch während der SMT-Produktion sind verschiedene Kriterien bezüglich der Lotpaste zu beachten, um eine optimale Qualität der Baugruppen zu gewährleisten.
Erstellung der Lotpastendaten
Vor Beginn der Leiterplattenbestückung werden Daten für den Lotpastenauftrag erstellt. Diese enthalten alle relevanten Informationen zu Volumen und Platzierung der Lotdepots, der Zusammensetzung der Lotpaste sowie der Erstellung der Lötschablone. Sie werden entweder vom Kunden beigestellt oder von unserer Arbeitsvorbereitung auf Basis der Leiterplattendaten angefertigt.
Folgende Kriterien werden in den Lotpastendaten definiert:
Lötschablone
Alle Details zur Erstellung der Lötschablone werden definiert. Dabei ist u. a. das richtige Verhältnis zwischen Größe der Schablonenöffnung und Schablonenhöhe zu beachten. Ist die Öffnung zu klein für die Höhe der Schablone, besteht die Gefahr, dass die Lotpaste nicht vollständig durch die Schablonenöffnung an die Leiterplatte gedrückt wird.
Form, Platzierung und Höhe des Lotdepots
Das Volumen des Lotdepots muss exakt berechnet werden. Zu viel Lotpaste führt zu einem Überquellen, zu wenig kann eine verminderte Haftung und Leitfähigkeit zwischen Bauteil und Leiterplatte bewirken.
Eigenschaften der Lotpaste
Die Art der Paste ist ein wichtiges Kriterium für einen sauberen Lotpastenauftrag und wird individuell festgelegt. So wird z. B. bei kleinen Bauteilen eine spezielle Lotpaste mit feiner Körnung eingesetzt, die sich problemlos auch in kleinere Schablonenöffnungen streichen lässt. Der Standard bei Baudisch Electronic ist eine Paste vom Typ 4.
Erstellung der Lötschablone
Die Lötschablone wird durch unsere langjährigen Zulieferer speziell für eine Baugruppe gefertigt. Die Öffnungen der Schablone entsprechen der Platzierung, dem Volumen und der Fläche des aufzubringenden Lotdepots. Üblicherweise besteht die Schablone aus Edelstahl und hat eine Stärke von 80 µm bis 120 µm. Schablonen, die in unserer Fertigung eingesetzt werden, sind für ein Schnellspannsystem vorbereitet, was die Rüstzeit unserer SMD-Produktion deutlich beschleunigt.
Verarbeitung der Lotpaste im SMD-Fertigungsprozess
Nachdem eine Leiterplatte zur vollständigen Nachverfolgbarkeit mit einem individuellen Datamatrixcode versehen wurde, erfolgt der vollautomatisierte Lotpastenauftrag. Dafür wird die Schablone auf der Leiterplatte platziert. Mit einem Rakel wird die Lotpaste über die Schablone gezogen und dabei in die Schablonenöffnungen gedrückt.
Anschließend wird das Lotdepot in der 3D SPI (SPI = Solder Paste Inspection) auf qualitätskritische Parameter, wie das Volumen, den Versatz und die Höhe überprüft. Sollte eine Abweichung vom Sollwert festgestellt werden, wird die betroffene Leiterplatte ausgeschleust. Wir prüfen unmittelbar, ob ein systematischer Fehler vorliegt oder ob es sich um eine einzelne Abweichung handelt. Ggf. werden Einstellungen justiert und im weiteren Produktionsverlauf kontrolliert, bevor die Serienproduktion fortgeführt wird. So stellen wir sicher, dass die gesamte Charge einen optimalen Lotpastenauftrag erfährt.
Im weiteren Fertigungsprozess wird die Leiterplatte durch Fuji NXT III Bestückungsmaschinen mit Bauteilen bestückt. Diese werden exakt auf die aufgetragene Lotpaste gesetzt.
Im Reflowofen wird die Lotpaste gezielt erhitzt, sodass das enthaltene Lot schmilzt. Das Lötprofil wird individuell auf das Leiterplattendesign, die Lotpaste und die verwendeten Bauteile angepasst. Anschließend sind Bauteil und Leiterplatte fest miteinander verbunden.