Einführung in den SMT-Prozess

Der SMT-Prozess (Surface Mount Technology) umfasst mehrere wichtige Schritte: Materialvorbereitung und -beladung, Lötpastendruck, Lötpastenprüfung, Komponentenplatzierung, Reflow-Löten, Prüfung und Nacharbeit.

Übersicht zum SMT-Prozess:

1. Grundlegende Terminologie in SMT

• SMT (Oberflächenmontierte Technologie): Eine beliebte Technologie und ein beliebtes Verfahren in der Elektronikmontageindustrie, bei dem Komponenten direkt auf der Oberfläche von Leiterplatten (PCBs) montiert werden.
• AOI (Automatische Optische Inspektion): Ein Gerät, das optische Prinzipien nutzt, um häufige Fehler im Lötprozess zu erkennen. Das Gerät scannt die Leiterplatte automatisch mit einer Kamera, nimmt Bilder auf und vergleicht die Lötstellen mit qualifizierten Standards in der Datenbank. Durch die Bildverarbeitung erkennt es etwaige Fehler und zeigt sie auf einem Monitor an oder markiert sie zur Reparatur.
• SPI (Lötpasteninspektion): Eine Maschine, die die auf Leiterplatten gedruckte Lötpaste mittels 3D-Laserscanning prüft. Sie misst Höhe, Fläche, Volumen, Versatz, Tailing, Lötvolumenschwankungen und das Vorhandensein von Fremdmaterialien.

2. Grundlegende Kenntnisse im SMT-Betrieb

• Standard-Umgebungsbedingungen in einer SMT-Werkstatt: Temperatur zwischen 18–26 °C, Luftfeuchtigkeit zwischen 30–70 %.
• Vor dem Umgang mit PCBA müssen ESD-Armbänder und ESD-Handschuhe oder Fingerlinge getragen werden.
• Die Vakuumverpackung von Leiterplatten dient zum Schutz vor Staub und Feuchtigkeit.
• Wenn der Feuchtigkeitsindikator auf der IC-Verpackung nach dem Öffnen mehr als 30 % anzeigt, gilt der IC als feuchtigkeitsexponiert.
• Beachten Sie beim Backen von ICs die Feuchtigkeitsempfindlichkeit (MSL) und die Hitzebeständigkeit des Trägers der Komponente.
• Die Verbiegung der Leiterplatte sollte 0.7 % ihrer diagonalen Länge nicht überschreiten.
• Alle Materialien, Geräte, Vorrichtungen und Instrumente müssen eine eindeutige Statuskennzeichnung aufweisen und entsprechend kategorisiert sein.
• Wenn ein Produkt während der Produktion oder Inspektion herunterfällt, muss es zur vollständigen erneuten Prüfung der PCBA an die erste Inspektionsstation zurückgeschickt werden.

3. Klassifizierung von Schablonen

Nach Herstellungsverfahren:

• Geätzte Schablonen: Hergestellt durch chemisches Ätzen. Diese sind relativ kostengünstig, bieten jedoch eine geringere Präzision (leicht übergroße Öffnungen) und eignen sich nur für PCB-Designs mit Pad-Abständen über 0.4 mm.
• Lasergeschnittene Schablonen: Hergestellt durch Präzisionslaserschneiden. Diese bieten hohe Genauigkeit, glatte Öffnungswände und eine Oberflächenrauheit unter 3 μm. Der fokussierte Laserstrahl kann konische Öffnungen (oben kleiner, unten größer) erzeugen, was die Lötpastenabgabe verbessert und eine bessere Kontrolle über Lotvolumen und -form ermöglicht.
• Galvanogeformte Schablonen: Diese haben ultraglatte, gratfreie Wände und eignen sich ideal für Anwendungen mit ultrafeinen Abständen. Der Galvanoformungsprozess ist jedoch komplex und sehr empfindlich gegenüber Umwelt- und menschlichen Faktoren. Außerdem ist der Produktionszyklus lang und die Kosten deutlich höher (möglicherweise mehr als das Zehnfache der Kosten herkömmlicher Laserschablonen).

Durch Anwendung:

• Lötpastenschablonen: Wird zum Auftragen von Lötpaste während des Reflow-Lötprozesses verwendet, wobei die Öffnungen über den Pads ausgerichtet sind. Diese Schablonen können entweder Bleifrei or bleihaltigLötpaste ist ein wichtiges Material bei der Oberflächenmontage (SMT). Sie schmilzt beim Reflow-Verfahren, um Komponenten mit den Kupferpads der Leiterplatte zu verbinden und so eine elektrische Verbindung zu ermöglichen. Ihre Funktion ähnelt der von Lötdraht oder Lötstäben beim Wellenlöten, allerdings in anderer physikalischer Form.
• Schablonen aus rotem Kleber: Wird zum Auftragen von rotem Klebstoff für das Wellenlöten verwendet, wobei Öffnungen zwischen den Pads angebracht sind. Roter Klebstoff ist ein Polymer, das beim Erhitzen aushärtet und typischerweise bei etwa 150 °C fest wird. Im Gegensatz zu Lötpaste verwandelt sich roter Klebstoff direkt von einer Paste in einen Feststoff. Er verfügt über Eigenschaften wie Viskosität, Fließfähigkeit, Temperaturempfindlichkeit und Benetzungsverhalten. In der Produktion wird er verwendet, um Bauteile fest auf der Leiterplattenoberfläche zu fixieren und ein Abfallen zu verhindern.

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