Lötpaste: Welche Technologie für die Bestückung von Leiterplatten?

Bei der Bestückung von elektronischen Leiterplatten (PCB), gilt es eine wichtige Etappe nicht außer Acht zu lassen: das Auftragen der Lötpaste zum Löten von SMD-Bauteilen. In diesem Artikel vermitteln wir Ihnen einen vergleichenden Überblick über die Ihnen zur Verfügung stehenden Lösungen sowie einige Trends, die Ihnen helfen, Entwicklungen vorherzusehen.

Lötpaste oder Lötrahm besteht aus einem „Lötflussmittel“ oder viskosem Lötflussmittel (beispielsweise Kolophonium), in dem ein Metallpulver suspendiert ist. Der Einsatz von Lötpaste hat viele Vorteile gegenüber der Verwendung von Lötmetall.

Beim Auftragen von Lötpaste auf eine elektronische Leiterplatte kommen drei Methoden zum Einsatz: die Dosierung mithilfe einer Spritze sowie die „Jet“-Dosierung sind serielle Methoden (Punkt-für-Punkt), während der Siebdruck ein paralleles Verfahren darstellt (alle Punkte erfolgen in einem Arbeitsschritt).

Lassen Sie uns von Ihren Anforderungen ausgehen und den Optionen entsprechend der Größe der zu produzierenden Serie und der Komplexität des Produkts untersuchen.

Für eine unkomplizierte Prototypenherstellung, tragen Sie die Lötpaste mit einer Spritze auf

Durch das Auftragen der Lötpaste mithilfe einer Spritze verwaltet das Dosiersystem entweder den Druck und die Öffnungszeit eines Verteilerventils oder das Volumen (mithilfe einer archimedischen Schnecke). Das Dosiersystem wird auf Englisch als „Dispending system“ bezeichnet.

Vorteile:

• Die Dosierung mithilfe einer Spritze erfordert keinerlei produktspezifischen Werkzeuge, was die Implementierungskosten reduziert und sie besonders für kleine Serien interessant macht;
• Diese Technologie lässt sich ebenfalls zusätzlich zum Siebdruck verwenden, um bestimmte Punkte aufzuladen;
• Da kein Druck auf den Schaltkreis ausgeübt werden muss kann auf eine Unterstützung des Schaltkreises verzichtet werden.

Nachteile:

• Um die Nadel der Spritze passieren zu können, muss die Paste eine geeignete Viskosität haben, es ist daher auf die korrekte Auswahl der Lötpaste zu achten;
• Sie können weder Form noch Stärke des Substrats kontrollieren: Die Technologie ermöglicht ausschließlich die Formung von Kuppeln;
• Die eingeschränkte Wiederholbarkeit des Verfahrens beschränkt diese Lösung auf kleine, unkomplizierte Serien.

Bei komplexen Prototypen muss Sie die Lötpaste mithilfe der „Jet“-Dosierung aufgetragen werden

Bei der Produktion von Leiterplatten in Stückzahlen bis zu einigen Hundert stellt die „Jet“-Dosierung eine ausgezeichnete Option dar. Die „Jet“-Dosierung setzt ein ähnliches Prinzip, wie der digitale Tintenstrahldruck ein, dabei wird die Lötpaste direkt auf allen elektronischen Leiterplatten aufgebracht, selbst wenn diese bereits ist. Diese neue Lösung ist aufgrund ihrer attraktiven Vorteile auf dem Vormarsch.

Vorteile:

• Die „Jet“-Dosierung lässt sich schnell und kostengünstig implementieren; es ist kein produktspezifisches Werkzeug erforderlich und es ist lediglich die Erstellung des Druckprogramms notwendig
• Es ist nahezu keine Reinigung erforderlich.

Nachteile:

• Die hohe Anfangsinvestition, da die Ausrüstung noch nicht sehr gut etabliert ist; bis heute ist der Preis doppelt so hoch wie bei Siebdruckanlagen;
• Wie bei der Dosierung mithilfe einer Spritze muss die Lötpaste eine bestimmte Viskosität und eine mit dem Druckkopf kompatible Korngröße aufweisen; dies ist entscheidend für den Einsatz.
• Die Substratform weist eine geringere Designtreue auf als beim Einsatz von Siebdruckschablonen, was zu Qualitätseinbußen führen kann.

Der entscheidende Vorteil der Siebdrucktechnologie besteht im Druckzyklus: nach dem Aufsetzen der Schablone kann die Lötpaste sehr rasch mit dem Abzieher aufgetragen werden.

Proto-Electronics hat sich für den Siebdruck entschieden, da er die Flexibilität bietet, die für die parallele Produktion einer Vielzahl von Fertigungsaufträgen notwendig ist.

Dies ist erforderlich, um die schnellen Durchlaufzeiten der von uns angebotenen Leiterplatten-Prototypen zu gewährleisten.