Laser-Selektivlöten: Reifer Prozess für die Automobilelektronik

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IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Eurocircuits GmbH

Techniken für die Fertigung elektronischer Baugruppen

Bei der Entwicklung von Techniken für elektronische Bauteile und Baugruppen zeigte sich im Verlauf der letzten 20 Jahre ein kontinuierlicher Rückgang von bedrahteten Bauteilen (THTs) zu Gunsten von SMT-Komponenten (SMDs). Aus verschiedensten Gründen bietet die SMT-Technologie gegenüber der Vorgänger-Technologie erhebliche Vorteile. Diese sollen hier aber nicht weiter erörtert werden. Fakt ist aber auch, dass – obwohl von Vielen prognostiziert – die vollständige Eliminierung von THT-Bauteilen und -Technologien nie erfolgt ist.

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Jeder, der sich mit der Bestückung elektronischer Leiterplatten befasst, ist sich deutlich bewusst, dass er sich, vor allem bei der Produktion von Großserien, mit den Aspekten der präzisen und schnellen Montage und des effektiven Lötens einiger THT-Bauteile auf der Baugruppe befassen muss. Dabei dürfen keine bereits bestückten Bauteile geschädigt werden und die Qualität der Baugruppe, die bis dahin schon weniger kritische, auf hohen Durchsatz ausgelegte Prozesse durchlaufen hat, muss aufrechterhalten bleiben.

Darüber hinaus haben sich in jüngster Zeit Designs immer mehr durchgesetzt, bei denen Baugruppen aus einer oder mehreren bestückten Leiterplatten bestehen, die dann meist in ein Kunststoffgehäuse verbaut werden. Entsprechend wuchsen die Anforderungen in der Produktion. In diesen Fällen werden die Elektroniken meist über Metallzungen verbunden, die zugleich für die mechanische und elektrische Verbindung der Komponenten sorgen. Diese müssen bestückt und, wie bei THT-Bauteilen, mit den verschiedenen Komponenten der Baugruppe verlötet werden.

Laser und Selektivlöten im Automotive-Bereich

In der Automotive-Branche sind die Stückzahlen in der Produktion generell sehr hoch – genauso wie die Erwartungen an Ausbeute und Qualität. Design- und Integrationsanforderungen erzwingen häufig, dass die Elektroniken in externe Gehäuse montiert werden, die meist Formen aufweisen, die in herkömmlichen Lötsystemen nur schwer oder gar nicht gehandhabt werden können.

Die hohe Produktionsleistung erfordert eine kontinuierliche Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad. Der ständige Zwang zur Kostenreduzierung lässt keinen Raum für hochkomplexe und/oder teure Anpassungen. Schließlich bleibt durch die ungezügelten Anforderungen an die Markteinführungszeiten keinerlei Möglichkeit, Design-Reviews durchzuführen, um die Herstellbarkeit der Baugruppe durch Verwendung herkömmlicherer Technologien weiter zu verbessern.

Aufgrund der bisherigen Erörterungen ist leicht nachvollziehbar, dass Laser über Eigenschaften verfügen, die sie zu einer sehr interessanten Technik für das Selektivlöten elektronischer Baugruppen machen:

• Laser erfordern keinen direkten Kontakt mit der Lötstelle.

• Laser bieten Zugang zu Leiterplatten mit ansonsten erheblichen Zugangsproblemen und großer Nähe benachbarter Bauteile.

• Laser können bei Leiterplatten eingesetzt werden, bei denen die zu verlötende Seite nach oben zeigt (was bei bestimmten, hochautomatisierten Linien nicht ungewöhnlich ist).

• Laser können entsprechend den betroffenen Lötstellen ihre Leistung modulieren und die Strahlgeometrie anpassen.

• Laser können ohne zusätzliche Einrichtungen an unterschiedliche Produktionsanforderungen angepasst werden.

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