Dieser Artikel wird kurz auf die zugehörigen Informationen zur Leiterplattenmontage eingehen. Zunächst stellen wir den EMS-Markt vor und definieren dann eine Leiterplatte und ihre Bedeutung. Außerdem finden Sie Informationen zum Lötprozess und warum Stickstoff so wichtig ist.
Um die Bedeutung der Leiterplattenfertigung im wachsenden EMS-Markt (Electronic Manufacturing Services) besser zu verstehen, haben wir außerdem eine Reihe von Artikeln veröffentlicht. Sie gehen detailliert auf die folgenden Themen ein, die sich auf die Leiterplattenmontage beziehen.
Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
EMS-Markt (Electronic Manufacturing Services)
Einfach ausgedrückt umfasst der EMS-Markt Unternehmen, die Komponenten für Erstausrüster (OEMs) herstellen. Zu diesen OEMs gehören Computer, Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Medizin und Gesundheitswesen, Automobil, Unternehmen in der Halbleiterfertigung, Robotik, Landwirtschaft sowie Energie- und Energieproduktion.
Ein Bereich mit einer großen Nachfrage nach EMS-Lieferanten ist die Elektrofahrzeugbranche (EV-Branche). Wenn ein OEM, wie ein Automobilhersteller, ein EMS-Unternehmen verpflichtet, kann er sich auf die Montage und Entwicklung des Fahrzeugs insgesamt konzentrieren. Der OEM stellt außerdem sicher, dass alle Teile perfekt passen.
Natürlich spielen Leiterplatten eine große Rolle auf dem EMS-Markt. Insbesondere EVs sind auf fortschrittliche Leiterplatten angewiesen, damit sie funktionieren. Außerdem sind sie für zugehörige Geräte, wie z. B. Ladestationen, erforderlich. Weitere Informationen zum EMS-Markt finden Sie in unserem entsprechenden WIKI.
Was ist eine Leiterplatte?
Eine Leiterplatte besteht aus Isoliermaterial, z. B. Glasfaser oder Kunststoff. Darüber hinaus enthält sie Leitpfade. Vor der Verwendung wird die Platte eingeschnitten und auf die gewünschte Größe zugeschnitten. Vor dem Löten wird dann Lötpaste zur Montage der Komponenten hinzugefügt.
In der Regel wurden die Teile mit Durchstecktechnologie (THT) gesichert, aber jetzt wird die Oberflächenmontage (SMT) zur Norm. Beim Löten wird Stickstoff aufgrund seiner inerten Eigenschaften und seiner geringen Oxidkonzentration verwendet. Dies wird neben anderen Vorteilen in unserem entsprechenden Artikel erläutert.
Lötverfahren für die Leiterplattenfertigung
Es gibt drei Methoden, die üblicherweise beim Löten zum Einsatz kommen. Diese sind Wellenlöten, Reflowlöten und selektives Löten. Für PCB-Baugruppen werden in der Regel die Methoden Wellen- und Reflowlöten angewendet. Der jeweilige Prozess hängt davon ab, ob es sich um THT oder SMT handelt. Wellenlöten wird hauptsächlich für THT verwendet, während Reflowlöten am besten für SMT geeignet ist.
Beim Vergleich zwischen Wellenlöten und Reflowlöten müssen Sie wissen, dass das Reflowlöten einen Härtungsprozess in einem Ofen mit ca. 250 °C beinhaltet. Das liegt daran, dass das Lot nach dem Auftragen eingeschmolzen werden muss. Beim Wellenlöten wird die Platine über ein Lötbad geführt, um die Metallkomponenten zu sichern.
Erwähnenswert ist, dass das selektive Lötverfahren auch auf Leiterplatten mit THT angewendet werden kann. Das liegt daran, dass die Methode ähnlich ist wie beim Wellenlöten. Trotzdem ist es wirtschaftlicher und schneller als Wellenlöten. Selektives Löten ist präziser und ermöglicht eine bessere Benetzung. Es bietet im Wesentlichen die Vorteile des Handlötens bei einen automatisierten Prozess und wird für THT-Leiterplatten eingesetzt.
Anhand der obigen Informationen sollte darauf hingewiesen werden, dass SMT aufgrund seiner Vorteile zur bevorzugten Methode wird. Dazu gehört die Möglichkeit, kompaktere Leiterplatten mit kürzeren Stromkreisen zu entwickeln. Letzteres ermöglicht schnellere Verbindungen. Hier werden die Unterschiede zwischen THT und SMT weiter erläutert.
Stickstoff ist für den Leiterplattenmontageprozess unerlässlich
Stickstoff wird bei der Leiterplattenmontage aufgrund seiner geringeren Oxidation und seiner besseren Benetzungseigenschaften gegenüber anderen Gasen bevorzugt. Letzteres sorgt für einen sanfteren Lötfluss und stärkere Verbindungen mit den Leiterplatten-Pads und Bauteilleitungen. Mit diesem müssen Sie sicherstellen, dass die richtige Strömung dem Schweißtyp entspricht. Stickstoff produziert außerdem weniger Schlacke.
Warum Stickstofferzeugung vor Ort?
Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, Stickstoff zu erhalten: Sie können entweder die Herstellung vor Ort oder einen Lieferservice nutzen. Mit einem Stickstoffgenerator steht Ihnen jederzeit Gas zur Verfügung, wenn Sie es benötigen. Außerdem werden die Kohlenstoffemissionen reduziert, da kein Transport erforderlich ist.
Obwohl es bei einem Stickstofferzeugungssystem zu Vorlaufkosten kommt, einschließlich des Kaufpreises des Kompressors, des Generators selbst, der Luftaufbereitungsanlagen (Trockner und Filter) sowie der Lagermöglichkeiten für Luft und Stickstoff, zahlt sich das System in der Regel aus. Außerdem gibt es komplette Stickstoff-Skid-Pakete, die alles enthalten, was Sie für den Einstieg benötigen.
Bei der Investition in einen Luftkompressor für die Leiterplattenmontage ist es möglich, öleingespritzte Geräte zu verwenden. Dies liegt daran, dass die richtige Luftaufbereitungsanlage die Luftqualität auf ein Niveau verbessern kann, das für kleine bis mittlere Leiterplattenunternehmen ausreichend ist. Beim Löten sollten Sie auch nach einem Generator mit PSA-Technologie (Druckwechseladsorption) suchen, der die richtige Reinheit (bis zu sehr hoher Reinheit) liefert, die an Ihren Prozess angepasst ist.
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