Um die Lotpaste auf die SMD-Pads auf der Leiterplatte aufzutragen, nutzen wir zwei verschiedene Verfahren. Beim ersten Verfahren drucken wir die Lotpaste mit einer lasergeschnittenen Schablone. Hierfür haben wir verschiedene Drucker je nach Größe der Leiterplatte. Das zweite Verfahren ist das direkte Auftragen der Lotpaste in der erforderlichen Menge (Jetting). Das Druckergebnis kontrolliert ein Lotpasteninspektionssystem (SPI).
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Die Programmierung ist abgeschlossen und der Bestückautomat ist gerüstet. Bevor die Bauteile auf der Leiterplatte platziert werden können, muss Lotpaste auf die Bauteilanschlüsse auf der Leiterplatte aufgetragen werden.
Wir haben zwei Möglichkeiten, um die Lotpaste aufzutragen: Schablonendruck oder Jetprinting.
Zum Drucken der Lotpaste mit SMD-Schablonen haben wir manuelle, halbautomatische und vollautomatische Drucker. Für das Jetting verwenden wir den Mycronic MY700 Jetter.
Der eC-stencil mate ist unsere eigene Entwicklung und Teil der eC-Ausrüstung, die wir Elektronikdesignern für die Fertigung ihrer eigenen Prototypen anbieten. Der eC-stencil mate ist sehr nützlich für kleine Serien. Bei diesem Gerät kann man die sehr wirtschaftlichen, asergeschnittenen Edelstahlschablonen in der Größe der Leiterplatte verwenden. Das Werkzeug hat eine ausgezeichnete Registrierung und Wiederholbarkeit ohne eine komplexe Einrichtung. Mit diesem Werkzeug können wir Leiterplattengrößen bis 250 mm x 300 mm bedrucken.
Unser halbautomatischer Pastendrucker verarbeitet größere Nutzen. Der Tisch und die Rakel sind motorgetrieben; die Positionierung der Platte ist immer noch ein manueller Vorgang.
Wenn die Losgröße zunimmt oder die Technologie anspruchsvoller wird, verwenden wir einen vollautomatischen Lotpastendrucker. Wir haben den Automaten an ein Lotpasteninspektionssystem (SPI) angeschlossen. Der Drucker erhält eine Rückmeldung von der SPI, um die Druckparameter automatisch zu ändern und das Ergebnis zu verbessern. Sobald die Maschine korrekt eingerichtet ist, läuft sie automatisch. Das Einrichten des Automaten ist allerdings komplizierter und nimmt mehr Zeit in Anspruch.
Die vorbereitete Lotpastenschicht ist die Grundlage für die SPI-Inspektion. Wir importieren die aufbereitete Gerber- und Bestückungsdatei in einen Editor für unser Koh Young 8030-2 Lotpasteninspektionssystem und stellen die Eigenschaften der Leiterplatte ein. In einem weiteren Programm legen wir die Inspektionsbedingungen und Parameter wie Toleranzen für das Lotvolumen, den Versatz und die Höhe des Lotes auf den Pads fest. Das Ergebnis ist ein Inspektionsprogramm, das in die Maschine geladen wird.
Nun muss die Leiterplatte eingerichtet werden. Der Bediener gibt die Referenzpunkte (Passermarken) der Leiterplatte an und scannt eine unbestückte Leiterplatte, um eine Null-Ebene für die Pastenmessung zu erzeugen.
Die Ergebnisse der SPI-Inspektion werden auf dem Monitor der Maschine angezeigt.
Alle unsere Drucker verwenden lasergeschnittene Edelstahlschablonen, die wir in unserem Leiterplattenwerk herstellen. Um die richtige Menge Lotpaste auf die Pads zu drucken, verwenden wir drei verschiedene Schablonendicken mit 70, 100 und 130 µm.
Bei der eC-Schablonenverknüpfung werden kleinere Schablonen (Leiterplattengröße) verwendet. Die anderen Drucker verwenden Schablonen im Format 545 mm x 545 mm, die in Spannrahmen montiert sind.
Wir drucken Lotpasten, die leicht fließen. Für alle Standardaufträge verwenden wir IPC-Lot des Typs 4 mit einer Partikelgröße von maximal 38 µm. Für feinere Technologien mit einem Pitch unter 0,5 mm verwenden wir IPC-Lot des Typs 5 mit einer Partikelgröße von maximal 25 µm.
Die empfindliche Lotpaste muss im Kühlschrank bei einer Temperatur von 5°C gelagert werden.
Es ist sehr wichtig, dass für jede spätere Lötstelle die dafür erforderliche Menge Lot exakt aufgetragen wird. Wir haben dieses Thema in unserem Video über die Vorbereitung der Daten für den Lotpastendruck behandelt. Zu viel Lotpaste führt zu Kurzschlüssen, zu wenig führt zu schlechten Lötergebnissen.
Eine neue Art, Lotpaste aufzutragen, ist das direkte Drucken oder Spritzen. Hierfür stehen uns zwei MY700 Mycronic-Jetter zur Verfügung. Diese Jetter sind mit Doppelköpfen und einem fortschrittlichen Bewegungssystem ausgestattet. Auf diese Weise ist es möglich, bis zu 300 Punkte pro Sekunde genau zu dosieren. Punktvolumen, -größe und -form sind einfach einzustellen und können für jedes einzelne Pad auf der Leiterlatte optimiert werden. Die minimale Punktgröße beträgt 215 µm.
Wenn wir den Lotpastenauftrag mit einem SPI-System prüfen, verwenden wir beim Jetting das interne 2D-Visionssystem der MY700 zur Registrierung, Inspektion und automatischen Korrektur der Jetting-Parameter.
Für komplexe Druckvorgänge können wir Schablonendruck und Jetting kombinieren. Diese Kombination ist zum Beispiel dann der Fall, wenn Lotdepots mit einer 70-µm-Schablone gedruckt werden müssen und sich auf der gleichen Leiterplatte Bauteile befinden, die mehr Lotpaste benötigen. Wir drucken die kritischen Öffnungen mit einer 70-µm-Schablone und tragen zusätzliche Lotpaste auf die Pads auf, die dies erfordern.
Nach dem Drucken der Lotpaste und der Kontrolle der Druckergebnisse sind die Leiterplatten bereit für das Bestücken der SMD-Bauteile am Bestückautomaten.
