Eutect stellt seit mehreren Jahren zuverlässige LED-Verbindungsprozesse für die Philips-Altilon, Osram-Ostar, Samsung, IMS und weitere LED-Bauformen sowie Leiterplatten-, Flexfolien-Jumper-Anbindungen auf zugehörige LED-Kühlkörper zur Verfügung. Die passende Lötautomation steht als Stand-Alone-, Rundtakt- oder Inlinekonzeption zur Verfügung und bildet die Fertigungsgrundlage für die kundenspezifische LED-Verbindungstechnik.
Die High-Power-LEDs werden typischerweise auf Kühlkörper positionsgenau aufgeklebt, aufgeschraubt oder geklammert. Die kundenspezifische Verbindungstechnik zwischen LED und Anschlusstechnik ist für die jeweiligen Bauformen der LED-, Kühlkörper-, Leiterplatte-, Flexboard-Konfiguration durch Prozessevaluierung und Prozessbewertungen zu ermitteln.
Jede LED-Verbindungs-Applikation verlangt die metallurgisch und physikalisch optimale Auswahl der zugehörigen Aufbau-Verbindungs-Technik (AVT). Hierfür werden die bekannten Lötverfahren in einer Prozess-FMEA als Bewertungsmatrix gegenübergestellt.
Kriterien für die Prozessauswahl
Für die optimale Prozessauswahl gehen je nach Anwendung verschiedene Merkmale in die Verfahrens-Entscheidungsmatrix ein. Dazu gehören Prozesssicherheit, Abzugskräfte, Scher- und Pullkräfte, intermetallischer Strukturaufbau, Umweltbelastungsfähigkeit, elektrischer Widerstand. Außerdem sind aber auch wichtig Wärmeeintrag, Prozessrobustheit, thermische LED-Belastung sowie die Prozessbandbreite und die Prozessflexibilität. Auch die Lotspaltgeometrie und Kapillare Toleranzüberbrückung spielt eine Rolle, genauso wie verschiedene Pad-Finish-Designvarianten und Materialkombinationen, bleifreie Metallurgie und die Taktzeit. Zu berücksichtigen sind dann noch AOI-Inspektionsfähige Merkmale, Reproduzierbarkeit, Sauberkeit der Prozessstelle, schmauchfrei LED-Umgebung sowie Verarbeitung von Materialkombinationen und Produktvarianten mit dem gleichen Verfahrensansatz.
LED-Verbindungsprozesse
Die selektive LED-Miniwellenlötung überzeugt durch die kontinuierlich fließende Lotschmelze, die den Wärmeübergang homogen und umlaufend auf die Lötstelle entsprechend der Lötgeometrie überträgt. Unterschiedliche thermische Massen – Flexfolien, IMS-LED, LED Kühlkörper – werden durch die hohe Wärmekapazität der kontinuierlich fließenden selektiven Lotschmelze ausgeglichen und prozesssicher mit intermetallischer Phase ausgeprägt.
Dieses Verfahren arbeitet vorzugsweise von unten. Die AOI-Inspektion der Lötstellen ist durch die erkennbaren Meniskusstrukturen gut spezifizierbar.
Die Thermodenlötung wird vorzugsweise für die AVT von Felxfolien auf LED’s und Leiterplatten verwendet. Dabei wird auf ein vorhandenes Lotdepot mit einem Heißstempel aufgesetzt. Entsprechend den thermischen Massen und der typisch geforderten Planarität der homogenen Lötstellenausprägung ist die komplexe mechatronische statistische Prozessüberwachung sorgfältig zu erfassen. Die Inspektion der verdeckten Lötstellen bedarf ausgewählter Bewertungsmerkmale.
Die Induktionslötung wird vorzugsweise für die passive Bauteile AVT von Flexfolien auf LED’s und Leiterplatten verwendet. Dabei wird über eine geregelte Lotdrahtzuführung oder auf ein vorhandenes Lotdepot mit einem Induktionskopf aufgesetzt. Das oft sehr enge Prozessfenster lässt nur bestimmte Anwendungsgebiete zu.
Die Laserlötung wird vorzugsweise für die AVT von Flexfolien auf LEDs und Leiterplatten verwendet. Dabei wird über eine geregelte Lotdrahtzuführung oder auf ein vorhandenes Lotdepot die Laserquelle eingekoppelt. Die AOI-Inspektion der Lötstellen ist durch die erkennbaren Meniskusstrukturen in vielen Fällen gut spezifizierbar.
Manfred Fehrenbach
(hb)
