Aktuelle Trends der Oberflächenmontagetechnik

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Beta LAYOUT GmbH

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Sanmina-SCI Holding GmbH & Co. KG

Wohl die größte Herausforderung bei BTC-Gehäusen stellt das Problem der Hohlraumbildung bei Thermal-Pads dar. Beim Reflow-Lötprozess können Chemikalien oder Luft im Lötmetall eingeschlossen werden, was sich negativ auf die Wärmeleitfähigkeit oder die Zuverlässigkeit der Lötstellen auswirken kann. Größere Hohlräume können zu einem frühzeitigen Produktversagen oder zu längerfristigen Zuverlässigkeitseinbußen führen. Vor allem Thermal-Pads stellen beim Reflow-Lötvorgang eine Herausforderung dar, denn sie sind in der Regel größer und stehen in Verbindung zu relativ ausgedehnten Kupferflächen innerhalb der Leiterplatte, was die Lötzeit gegenüber derjenigen von mit Signal-Pads verbundenen Lötpunkten entsprechend verlängert.

2015 wird intensiv an Schablonentechniken, neuen Lötmaterialien sowie neuen Fertigungsprozessen und -praktiken und deren Perfektionierung gearbeitet, um die beschriebene Hohlraumbildung auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Reflow-Löttechniken unter Vakuum werden ebenfalls untersucht und liefern bereits vielversprechende Resultate.

Montage von robusten PCBAs für kritische Umgebungen

In Industriezweigen wie der Öl- und Gaswirtschaft kommen elektronische Baugruppen zum Einsatz, die überaus harschen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. So können die bei der Ölförderung und -erschließung benutzten Geräte, die 2 Mio. US-Dollar und mehr kosten können, in Tiefen bis zu 4,5 Kilometern und bei Temperaturen bis zu 175 Grad Celsius zum Einsatz kommen. Da versteht es sich von selbst, dass ein verlässliches Funktionieren – ungeachtet der Belastung durch Temperatur, Druck, Vibration und mechanischer und chemischer Einflüsse (etwa durch Rohöl, Schlamm, Feuchtigkeit und Chemikalien) – das A und O ist.

PCBAs, die derartigen Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind, erfordern Hochtemperatur-Lötmaterialien, die im Allgemeinen nicht geeignet sind für die heute gängigen Formen der Oberflächen- oder automatisierten Durchsteckmontage. Stattdessen müssen solche Baugruppen auch heute noch von Hand verlötet werden. Während Lötmaterialien mit hohem Bleigehalt durch die entsprechende EU-Richtlinie (RoHS) untersagt sind, wird mit Nachdruck nach alternativen Lötmaterialien für Hochtemperaturanwendungen (175 Grad und darüber) gesucht. Diese Suche wird auch 2015 fortgeführt, während OEMs und EMS-Unternehmen an verbesserten Materialien und Prozessen arbeiten.

* Mulugeta Abtew ist Vice President für das Process Technology Development bei Sanmina in San Jose, Kalifornien, USA

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