Oberfläche von THT-Bauteilen - Prüfung der Bearbeitungsparameter

Prüfung der Bearbeitungsparameter rund um die Steckverbinder. (Bild: Kraus Hardware)

Manche EMS-Herausforderungen treten ganz unerwartet auf: Man verwendet etwa ein Bauteil mit einer bestimmten Oberfläche und in der Folge sind Produktionsprozesse verändert oder sogar gestört. Aber was genau löst das Problem aus? In vielen Fällen ist die röntgentechnische Prozesskontrolle ein guter Antwortgeber, wie Andreas Kraus, Gesellschafter von Kraus Hardware bestätigt: „Wir setzen das Verfahren sehr regelmäßig ein, um die finale Qualität eines Prozesses bestimmen zu können. Es zeigt sich immer wieder, wie wichtig das ist.“ Auf diese Weise ist den Spezialisten beispielsweise aufgefallen, dass es bei THT-Bauteilen zu einem erhöhten Voiding (Porenbildung) an den Anschlüssen kommt, wenn Lötstifte mit einer bestimmten Goldschicht-Güte zum Einsatz kommen. In der Folge ist die Benetzung der Lötstelle stark beeinträchtigt – sie ist geradezu mit Poren durchsetzt. Mehrere Lötversuche mit unterschiedlichen Parametern und Flussmitteln sowie die regelmäßige Lotbad-Analyse erbringen in diesem Zusammenhang ein eindeutiges Ergebnis: Wenn das Gold in einem bestimmten Verfahren und mit einer bestimmten Goldschicht-Güte aufgebracht wurde, geht während des Lötvorgangs zu viel davon in die Lösung über. Es verändert somit seine Zusammensetzung und es entstehen die erwähnten Poren.

Röntgenbild mit Porenbildung (links) an den Pins von THT-Bauteilen.
Das Röntgenbild zeigt eine deutliche Porenbildung (links) an den Pins von THT-Bauteilen. (Bild: Kraus Hardware)

So lässt sich das Problem lösen

Nun ist dies selbstverständlich ein Qualitätsmangel an der jeweiligen Baugruppe, die in dieser Weise nicht den Produktionsbereich verlassen kann. Wie lässt er sich verhindern? Kraus Hardware setzt hierbei auf einen standardisierten Prozess, dessen einzelne Schritte ineinandergreifen. Einfache Zielsetzung ist es dabei, die Oberfläche des Bauteils für das Löten optimal vorzubereiten. Zwei zentrale Schritte genügen hierfür:

  • Per Lasertechnologie entstehen zunächst spezielle Schablonen aus FR4-Material, mit denen sich die betroffenen Stecker stabil innerhalb einer Selektivlötwelle positionieren lassen.
  • Im zweiten Schritt werden die Stecker in der Anlage verzinnt, wobei die Schablone sicherstellt, dass nur der Bereich des Lötanschlusses neu beschichtet wird.
Verzinnen der Stecker in der Anlage verhindert Porenbildung
Das Verzinnen der Stecker in der Anlage verhindert das unerwünschte Voiding (Porenbildung) während des nachfolgenden Lötprozesses. (Bild: Kraus Hardware)

Der Zeitpunkt dieses Prozesses ist sehr flexibel – das Verzinnen kann sowohl nach dem Wareneingang als auch unmittelbar vor dem THT-Löten erfolgen. „Insgesamt ist dabei noch wichtig, dass wir den Prozess an einem neuen Bauteil so lange detailliert überwachen, bis er stabil abläuft. Wenn wir allerdings einmal ausfindig gemacht haben, bei welchen Bauteilen eine Verzinnung nötig ist, erfolgt im weiteren Verlauf nur noch eine stichprobenartige Qualitätsüberprüfung per Röntgenanalyse“, fasst Andreas Kraus zusammen. „In jedem Fall haben wir den Verzinnungsprozess als neuen Standard bei uns eingeführt. Speziell vergoldete Pins von THT-Bauteilen werden auf diese Weise bearbeitet, damit eine ausreichende Benetzung und der Lotdurchstieg jederzeit realisiert werden.“

Petra Gottwald
(Bild: Hüthig)

Petra Gottwald

Chefredakteurin productronic und all-electronics.de nach Unterlagen von Kraus Hardware, Großostheim

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