Der Prozess der Leiterplattenbestückung

Leiterplattenbestückung bezieht sich auf den Prozess des Lötens und Zusammenbauens von elektronischen Bauteilen auf einer Preform-Mattierung und der Herstellung einer Leiterplatte (PCB). In der Regel wird der Bestückungsprozess der Leiterplatten unter Verwendung spezialisierter Produktionsmaschinen und der Massenproduktion oft als PCBA bezeichnet.
Wie ist die Leiterplatte also bestückt? Werfen wir einen Blick auf den Prozess der Leiterplattenbestückung:

1. Auftragen der Lötpaste: Tragen Sie zunächst Lötpaste (ein kleines Körnchen Lötpaste, das mit Flussmittel vermischt ist) auf die Platine auf. Für diese Anwendung verwenden die meisten Leiterplattenhersteller Schablonen (verschiedene Größen, Formen und Spezifikationen), die nur die richtige Menge an Lötpaste auf bestimmte Teile der Platine auftragen können.

2. Platzierung der Komponenten: Anders als in der Vergangenheit ist der Leiterplattenbestückungsprozess in dieser Phase nun vollständig automatisiert. Das Bestücken und Platzieren von Teilen, wie z. B. oberflächenmontierten Komponenten, das früher manuell erfolgte, wird jetzt von robotergestützten Bestückungsmaschinen durchgeführt. Diese Maschinen platzieren Bauteile präzise in vorgeplanten Bereichen der Leiterplatte.

3. Reflow: Wenn die Lötpaste und alle oberflächenmontierbaren Komponenten an Ort und Stelle sind, ist das Aushärten der Lötpaste gemäß den richtigen Spezifikationen entscheidend, um die Leiterplattenkomponenten ordnungsgemäß darauf zu haften. Dies ist der relevante Teil des Leiterplattenbestückungsprozesses - das Reflow-Löten. Dazu werden die Bauteile mit der Lötpaste und die darauf befindlichen Bauteile durch ein Förderband geführt, das einen industrietauglichen Reflow-Ofen durchläuft. Eine Heizung im Ofen schmilzt das Lot in der Lötpaste. Ist das Schmelzen abgeschlossen, werden die Bauteile erneut durch ein Förderband bewegt und einer Reihe von Kühlerheizungen ausgesetzt. Der Zweck dieser Kühler besteht darin, das geschmolzene Lot abzukühlen und es verfestigen zu lassen.

4. Inspektion: Nach dem Reflow-Prozess sollte die Leiterplatte überprüft werden, um ihre Funktionalität zu überprüfen. Diese Phase hilft bei der Identifizierung von Verbindungen von schlechter Qualität, falsch platzierten Komponenten und Kurzschlüssen aufgrund der kontinuierlichen Bewegung der Platine während des Reflows. Leiterplattenhersteller setzen mehrere Inspektionsschritte ein, wie z. B. manuelle Inspektion, automatisierte optische Inspektion und Röntgeninspektion, um die Funktionalität der Platine zu überprüfen, minderwertiges Lot zu identifizieren und mögliche Fallstricke zu lokalisieren. Nach Abschluss der Inspektion trifft das Montageteam eine wichtige Entscheidung. Platinen mit mehreren Funktionsfehlern werden in der Regel verschrottet, bei kleineren Fehlern wird die Platine hingegen erneut zur Nacharbeit geschickt.

5. Einfügen von Durchgangslochkomponenten: Bestimmte Arten von Leiterplatten erfordern, dass Durchgangslochkomponenten zusammen mit regulären SMD-Komponenten eingefügt werden. Diese Phase ist dem Einfügen solcher Komponenten gewidmet. Zu diesem Zweck werden durchkontaktierte Löcher geschaffen, durch die Leiterplattenkomponenten Signale von einer Seite der Platine zur anderen weiterleiten. Das Einsetzen von Leiterplatten durch Durchgangsloch wird in der Regel durch manuelles oder Wellenlöten erreicht.

6. Endkontrolle: Jetzt ist die Zeit für die Inspektion der zweiten Ebene. Hier wird eine bestückte Platine auf ihre Funktion getestet oder eine Leiterplatte gründlich inspiziert, um ihre elektrischen Eigenschaften, einschließlich Spannung, Strom oder Signalausgabe, zu überwachen. Heutige Hersteller verwenden eine Vielzahl fortschrittlicher Testgeräte, um den Erfolg oder Misserfolg fertiger Leiterplatten zu bestimmen.

7. Reinigung: Da der Lötprozess eine große Menge an Flussmittelrückständen auf der Leiterplatte hinterlässt, ist es wichtig, die Komponenten gründlich zu reinigen, bevor die endgültige Platine an den Kunden geliefert wird. Waschen Sie dazu die Leiterplatten in entionisiertem Wasser. Trocknen Sie die Platte nach dem Reinigungsprozess mit Druckluft gründlich ab. Die Leiterplattenbestückung ist nun bereit für die Kundenprüfung.