Ob Verstärker, Quarze, Timer oder Relais, fast jede gewünschte Funktion ist in Leadless-Gehäuseformen verfügbar. Inzwischen zählen solche Bauteile mit über 160 Anschlusspads schon lange nicht mehr zu den Exoten.
Für die EMS-Unternehmen und Bestücker stellen diese Bauteile keine größeren Probleme dar, solange es nicht zum Reparaturfall kommt. Denn alle diese Bauteile haben eines gemeinsam: Sie verfügen über kein Lotreservoir und müssen im Reparaturfall entweder mit Lot oder Lotpaste versorgt werden. Dieser Herausforderung in der Reparatur haben sich Martins Techniker gestellt und drei spezielle Verfahren entwickelt.
Lotdepots per Schablonendruck aufs Bauteil
Der Minioven 04 ist ein kompaktes Tischgerät und in seiner Funktion einem Reflowofen nachempfunden. Es ist in der Lage, ein optimales Profil für das Umschmelzen von Lotpaste auf einem Bauteil zu generieren und reproduzierbar abzufahren.
Für das Leadless-Repair wird Lotpaste über eine Schablone direkt auf das Bauteil gedruckt. Eine Vielzahl von Standardmasken und Rahmen sind lagermäßig verfügbar. Optional ist der „Ofen“ mit einem Stickstoffanschluss lieferbar. Insbesondere für Prozesse mit bleifreiem Lot empfiehlt sich eine inerte Stickstoffatmosphäre: Sie verbessert Benetzungseigenschaften wesentlich und reduziert Oxidation auf ein Minimum.
Abhängig von den Bauteilabmessungen kann das Gerät bis zu 20 Bauteile gleichzeitig aufnehmen bzw. umschmelzen.
Dieses Belotungsverfahren ist besonders für Dienstleister mit Reworkaufgaben geeignet, die eine große Anzahl unterschiedlicher QFN-Bauteile verarbeiten müssen und diese den Arbeitern an den Reworkplätzen optimal vorbereitet zur Verfügung stellen möchten.
Lotdepots direkt auf die Leiterplatte dosieren
Ein anderer Ansatz, Lotdepots für die Reparatur von Leadless-Komponenten bereitzustellen, ist das Dosieren von Lotpaste direkt auf die Leiterplatte. Vorteilhaft ist hierbei, dass Lotpaste nur einmal aufgeschmolzen und somit die Komponente nur einmal erhitzt wird. Martin bietet den Dotliner 06.6 für diese Aufgabe an.
Oftmals sind Platinen sehr dicht bestückt und es gibt fast keine Möglichkeit, Lotpaste über eine Schablone auf die Kontaktpads zu drucken, ohne dass Nachbarbauteile stören oder das Platzieren der Druckschablone behindern. Zudem entspricht das manuelle Drucken von Lotpaste auf die Leiterplatte nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik, da eine geschlossene Qualitätssicherung des Reparaturprozesses nicht mehr ohne Weiteres gegeben ist.
Aufgrund des großen Verfahrbereiches des Systems von 400 mm x 500 mm können nahezu alle Leiterplatten bzw. Nutzen bearbeitet werden. Der Dispensroboter überwacht Lotpastentemperatur, Füllmenge und Dosierhöhe und ist somit für hochgenaues Dosieren von Finepitch-Lotpasten (Klasse 6 bei 300 µm Pitch) geeignet. Er zeichnet sich durch einfache Programmierung und Bedienung aus.
Lotpasten sind von Martin ebenso zu beziehen wie Spezial-Dosierdüsen und Zubehör. Selbstverständlich ist das Einlesen aller üblichen Dateiformate, wie sie in der Leiterplattenkonstruktion verwendet werden, möglich.
Umschmelzen mit Transferkeramik
Das 3. von Martin entwickelte Verfahren gibt dem Anwender die Möglichkeit, eine große Anzahl von Leadless-Bauteilen schnell und effizient mit Lotdepots zu versehen. Bei diesem Verfahren wird Lotpaste mit dem Dosierroboter DL06.6 auf eine Transferkeramik dosiert.
Dann werden die Leadless-Bauteile mit einem Expert 10.6-Reworksystem automatisch in das Lot gesetzt. Anschließend werden alle Bauteile auf der Transferkeramik mit dem Reworksystem oder in einem herkömmlichen Reflowofen umgeschmolzen.
Hierbei lassen sich sowohl Serien von QFNs, BGAs oder andere Gehäusetypen mit einem Lotreservoir schnell und einfach verarbeiteen. Durch die wenigen manuellen Eingriffe handelt es sich hierbei um ein prozessstabiles Verfahren, das ganz ohne Masken und Stencils auskommt.
Franz Leitenstern
(hb)
