Schritt-für-Schritt-Prozess der bleifreien Leiterplattenmontage

07.07.2020

Bleifreie Leiterplattenbestückung bedeutet Leiterplattenbestückung, die in keiner Phase der Herstellung bleifrei verwendet wird. Blei wird traditionell beim Löten von Leiterplatten verwendet. Blei ist jedoch giftig und somit für den Menschen gefährlich. In Anbetracht ihrer Folgen verbietet die Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe (RoHS) der Europäischen Union die Verwendung von Blei in Leiterplattenbestückungsprozessen. Der Ersatz von Blei durch weniger toxische Substanzen verursacht kaum Unterschiede im Leiterplattenbestückungsprozess. Dieser Beitrag enthält Schritt-für-Schritt-Details zum Montageprozess für bleifreie Leiterplatten.

Richtlinien für die bleifreie Leiterplattenbestückung

Der Montageprozess für bleifreie Leiterplatten ist in zwei grundlegende Teile unterteilt, nämlich den Vormontageprozess und den aktiven Montageprozess. Die Schritte des bleifreien PCB-Montageprozesses sind im Folgenden aufgeführt.

Vormontageschritte

Bei der Herstellung bleifreier Leiterplatten gibt es drei grundlegende Vormontageschritte. Diese Schritte legen den Grundstein für eine fehlerfreie und präzise Leiterplattenbestückung. Die Vormontageschritte der bleifreien Leiterplattenmontage sind wie folgt.

• Profilerstellung:

  Profiling ist ein prototypähnlicher Prozess. Die Hersteller nehmen eine fertige bleifreie Leiterplatte als Prototyp. Dies kann eine funktionierende tatsächliche Leiterplatte oder eine nicht funktionierende Leiterplatte oder Dummy-Teile sein. Die Schablonen für die Bestückung werden durch Profilieren nachgezeichnet. Die bleifreien Bestückungsdesigns werden mit Prototypen verglichen, um ihre Kompatibilität für die Bestückung sicherzustellen.

• Lotpasten-Inspektion:

  Da die bleifreie Lötstelle ein metallisches Aussehen ergibt, das sich stark von einem bleibasierten Lötmittel unterscheidet, ist es wichtig, sie sorgfältig zu prüfen. Das PCB-Profil und die Lötpaste werden gemäß den IPC-610D-Standards geprüft, um sicherzustellen, dass die bleifreien Lötstellen fest und fest sind. Auch die Feuchtigkeit wird in diesem Schritt getestet, da die Platine beim bleifreien Löten im Vergleich zum herkömmlichen Löten einer hohen Feuchtigkeit ausgesetzt ist.

• Stückliste (BOM) und Komponentenanalyse:

  In diesem Prozess muss der Kunde die Stückliste (BOM) überprüfen, um sicherzustellen, dass die Komponenten aus bleifreiem Material bestehen. Bleifreie Bauteile sind feuchtigkeitsanfällig und sollten daher vom Hersteller im Ofen eingebrannt werden. Sobald die erforderlichen Schritte durchgeführt wurden, beginnt die eigentliche bleifreie Montage.

Aktive Montageschritte

Im aktiven Bestückungsprozess findet die eigentliche Leiterplattenbestückung statt. Die Schritte der aktiven bleifreien Montage sind wie folgt beschrieben.

• Schablonenplatzierung und Lotpastenauftrag:

  In diesem Schritt wird die bleifreie Schablone aus der Profilierstufe auf die Platine gelegt. Dann wird die bleifreie Lötpaste aufgetragen. Im Allgemeinen ist bleifreies Lotpastenmaterial SAC305.

• Komponentenmontage:

  Nach dem Auftragen der Lötpaste werden die Bauteile auf der Platine montiert. Die Komponentenplatzierung kann manuell oder unter Verwendung automatisierter Maschinen erfolgen. Dies ist ein Pick-and-Place-Vorgang, aber die verwendeten Komponenten müssen in der Phase der Stücklistenprüfung bestätigt und gekennzeichnet werden. Die Maschine oder der Bediener nimmt die etikettierte Komponente und platziert sie an der vorgesehenen Stelle.

• Löten:

  In dieser Phase wird bleifreies Durchgangsloch- oder manuelles Löten durchgeführt. Unabhängig von der Art des Prozesses, THT oder SMT, muss das Löten bleifrei sein.

• Platinenplatzierung im Reflow-Ofen:

  Die RoHS-kompatiblen Leiterplatten müssen auf hohe Temperaturen erhitzt werden, um die Lötpaste gleichmäßig zu schmelzen. Dazu werden die Leiterplatten in einen Reflow-Ofen gelegt, wo die Lötpaste schmilzt. Ferner werden die Platinen auf Raumtemperatur gekühlt, um die geschmolzene Lötpaste zu verfestigen. Dies hilft, die Komponenten an ihrer Position zu fixieren.

• Testen und Packen:

  Die Leiterplatten werden gemäß IPC-600D-Standards getestet. In diesem Schritt werden die Lötstellen geprüft. Nach der Sichtprüfung folgt die AOI- und Röntgenprüfung. Physikalische und funktionelle Tests werden vor dem Verpacken durchgeführt.

Für die Verpackung von bleifreien Leiterplatten ist es sehr wichtig, anti-elektrostatische Entladungsbeutel zu verwenden. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass das Endprodukt während des Transports nicht unter statischer Aufladung leidet.

Trotz des gründlichen Verständnisses der bleifreien Leiterplattenmontage sollte diese jedoch von Experten für Perfektion durchgeführt werden. Creative Hi-Tech ist ein bleifreies PCB-Herstellungsunternehmen, das RoHS-konforme FR4-Materialien für die PCB-Herstellung verwendet. Sie folgen den IPC-A-600D- und ANSI/J-STD-001-Standards für die bleifreie Leiterplattenherstellung.

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