Nicht nur zum Schutz der Oberfläche vor Korrosion, auch zum Auftragen des Lotes für den anschließenden Lötvorgang ist das Verzinnen von Leiterplatten ein alltäglicher Vorgang. Dabei ist jedoch bei Wahl des Lot-auftrags auch dessen spezielle Problematik zu beachten. So stellt chemisch Zinn aufgrund der Schichtdicke hohe Ansprüche an die Lagerhaltung, Hot-Air-Levelling bietet für Fine-Pitch-Bauelemente oftmals nicht die benötigte Oberflächenqualität und der Auftrag von Lotpaste ist immer noch fehlerträchtig.
Dietmar Schönbrunn, BOS, Berlin
Einen völlig anderen Weg in der Leiterplattenfertigung beschreitet eine Technik, die derzeit durch die BOS (Berlin-Oberspree Sondermaschinenbau) als Projektkoordinator gemeinsam mit Siemens, dem Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (FHG-IZM), den Lackwerken Peters und Andus Electronic entwickelt wird. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine neue Möglichkeit der Lotdeponierung auf Leiterplatten aus einer Lotschmelze. Damit hebt sich diese Technik von den üblichen SSD-Technik (Lotpastendruck, chemisch/galvanisch) ab und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Die Vorteile der Festlotdepots sind:
•Der Lotauftrag, mit allen dabei auftretenden Problemen, kann im Gegensatz zum Lötpastenauftrag beim Leiterplattenhersteller erfolgen, der Anwender muss nur noch Bestücken und Löten,
•Der Lotpastendruck entfällt und damit alle Folgeprobleme des Einkaufs, des Lagerns, der Oualitätssicherung und der Entsorgung von Lotpasten; die Lotvolumina sind mit engen Toleranzen exakt definierbar
•Geringere Anforderungen an die Klimatisierung der Fertigungsräume
•Es kann eine 100%-ige Prüfung des Lotdepots erfolgen
•Die Oberflächen des Lotdepots sind planbar, was vor allem für höherpolige Bauteile und enge Rastermaße wichtig ist
•Das Reflowlöten der Bauelemente kann in der Regel mit weniger Flussmitteln erfolgen, als das bei Lotpasten der Fall ist (geringere Oberfläche); auf andere Zusätze wie Binder kann ganz verzichtet werden; dadurch entstehen weniger Rückstände, was für die Nachreinigung (wenn notwendig) und Zuverlässigkeit der Baugruppen günstig ist (vor allem auch für optische Komponenten wichtig)
•Die Festlotdepots sind auch für neue Lötverfahren, die ohne Flussmittel arbeiten (z.B. mit Plasmavorbehandlung in aktiven Atmosphären) gut geeignet
•Es lassen sich Lotschichtdicken (Standard 50 bis 100 mm) in kompakter Form herstellen, während bei der gedruckten Lotpaste für eine Lotdicke von 75 mm eine Nassschicht von etwa 150 mm erforderlich ist
•Es kann eine höhere Fertigungsausbeute erzielt werden (z. Z. entstehen 64 % der Fertigungsfehler durch den Lotpastendruck).
Nach erfolgreich verlaufenden Versuchen zum Beherrschen dieser Technik hat BOS auf der SMT 2001 einen Prototyp einer Fertigungseinrichtung für dieses Verfahren vorgestellt, der sich in die fünf Funktionsgruppen Eingangsschleuse, Flussmittelauftrag, Beloten, Planieren und Ausgangsschleuse gliedert. Das Kernstück der Anlage ist die Belotung. Dabei wird die zu bearbeitende Leiterplatte für ca. 3 s in ein Zinnbad getaucht. Zur Sicherung des Eindringens von Lot in die Kavitäten wird die Belotungskammer zusätzlich mit einem Überdruck von ca. 1,5 bar beaufschlagt. Die in dem ausgestellten Prototypen verarbeitbare maximale Leiterplattengröße beträgt 30 x 40 cm². Größere Abmessungen werden in der nächsten Entwicklungsstufe realisiert. Der Automat wurde so konzipiert, dass er in Fertigungslinien integriert werden kann.
EPP 165
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