Material

Das Flussmittel dient der Entfernung der Oxidschichten auf den Lötoberflächen und dem Lot, und es schützt Lötoberflächen und Lot vor Oxidation bei Löttemperatur. Der Vergleich DIN EN 29 454 Teil 1 mit J-STD-004 zur Einteilung der Flussmittel zeigt, dass die deutsche und die europäische Normung nur nach den Hauptbestandteilen unterscheidet, während die amerikanische Normung nach den Bestandteilen und der Wirksamkeit der Aktivatoren, einschließlich der Korrosionswirkung unterteilt; das gibt dem Anwender eine höhere Sicherheit, insbesondere bei der Anwendung eines no-clean-Prozesses, bei dem die Flussmittelrückstände nach dem Löten auf der Baugruppe verbleiben (Flussmittelbestandteile - neues Fenster öffnen).

Lot = Zusatzmetall zum Löten. Das Lot ist eine Legierung (ein Gemisch verschiedener Metalle) mit einem Schmelzpunkt unter dem des Grundmetalls. Typische Weichlote in der Elektronikfertigung sind Zinn-Basislegierungen (Tabelle Weichlote - neues Fenster öffnen).

Lotpaste = Gemisch aus Lot und pastösem Flussmittel. Zur Herstellung der Lotpaste wird die Lotlegierung unter Schutzgas aus der Schmelze zu Pulver verdüst. Das Pulver wird gesiebt; gewünscht werden kugelförmige Pulverteilchen in engen Siebfraktionen (Tabelle Pulvertypklassen - neues Fenster öffnen). Lotpaste für Sieb- oder Schablonendruck enthält ca. 90% Gewichtsanteil Metall, das entspricht ca. 50% Volumenanteil; für Dispenserauftrag ist der Metallanteil 2-3%-Punkte geringer.

Lotdraht = Legierungsdraht ohne oder mit Flussmittelseele. Lotdraht wird für Selektivlötverfahren eingesetzt, meist manuelles Löten mit Lötspitzen, aber auch für automatisches Kolbenlöten.

Lotformteile, Preforms = Legierungszuschnitte oder Stanz-/Formteile ohne oder mit Flussmittelbeschichtung. Werden zur präzisen Dosierung und Positionierung bei Selektivmontage, z. B. für Laserdioden verwendet.

Klebstoffe (siehe auch Schutzbeschichtungen): Zu unterscheiden sind Funktionsklebstoffe und Befestigungskleber. Funktionsklebstoffe dienen der Herstellung elektrisch leitfähiger Verbindungen (ICA: Isotropic Conductive Adhesive = isotrop leitfähiger Kleber; ACA: Anisotropic Conductive Adhesive = anisotrop leitfähiger Kleber), oder elektrisch nichtleitender Verbindungen zur Wärmeabfuhr. Befestigungskleber sind z. B. SMD-Kleber auf Epoxidbasis zur Befestigung von SMD-Bauelementen vor dem Wellenlöten, oder Kleber zur Montage bedrahteter Bauelemente-Körper, um die Stabilität bei mechanischer Belastung zu verbessern. ->(Bell/rehm, Battermann/Panacol-Elosol, ASM Handbook Packaging) Tabelle Übersicht Klebstoffmöglichkeiten

Die Komplexität der Leiterplatten (LP; auch PCB = printed circuit board) und ihrer Herstellung steigt mit der Anzahl der Verdrahtungslagen: Einseitig, Doppelseitig, Multilayer (Mehrlagen-LP). Besondere Anforderungen an die Herstellung und Verarbeitung stellen flexible LP, insbesondere starr-flex-Konstruktionen. Tabelle Basismaterialien für Leiterplatten (Klein Wassink, Isola, DuPont), mit Eigenschaften Kostengünstig ist Phenolharz-Hartpapier (z. B. FR2, FR: flame retardent = schwer entflammbar, eine NEMA-Bezeichnung; NEMA: National Electrical Manufacturers Association, USA), für flexible LP Polyester; für höherwertige Anwendungen wird wegen der besseren Temperaturbeständigkeit und Maßhaltigkeit glasfaserverstärktes Epoxidharz verwendet (FR4), aus Kostengründen auch ein Mehrschichtsystem aus Papier- und Glasfaserverstärkung (CEM), für flexible LP mit hohen Zuverlässigkeitsforderungen wird Polyimid-Folie (PI) verwendet. Multilayer werden aus kupferkaschiertem strukturiertem Basismaterial und Prepreg zusammengestellt und unter Anwendung von Druck und Temperatur laminiert; für die Außenlagen werden auch Kupferfolien eingesetzt. Prepreg sind teilvernetzte Zwischenlagen, die im Laminierprozess als Kleber dienen und aushärten. Metallkern-LP enthalten zur Kontrolle der thermischen Dehnung, zur besseren Wärmeverteilung oder zur Verbesserung der mechanischen Stabilität eine massive innere Lage aus Metall, z. B. einen CIC-Verbund (CIC: Copper-Invar-Copper). Mit der Miniaturisierung und dem Einsatz von F-BGA- und CSP-Bauelementen gewinnen HDI- und µVia-Technologien an Gewicht, mit Via-Paddurchmessern unter 350 µm Durchmesser (HDI = high density interconnect; µVia = Micro-Via). Als µVia-Außenlagen wird sowohl glasfaserverstärktes als auch ungefülltes Material verwendet, z. B. RCC(resin coated copper = harzbeschichtete Kupferfolie).

SMT-Bauelemente werden nach DIN EN 61760-1 spezifiziert (siehe Abschnitt Literatur: Normen, Standards, Richtlinien); SMD haben die Anschlusskonfigurationen

·leadless (beinchenlose Lötanschlussflächen) (Bildbeispiele leadless: R/C0603; LCCC; R-Arrays, VQFN)
·J-Lead (J-förmige Anschlussbeinchen) (Bildbeispiel PLCC 44, Tantal)
·Gull Wing (Mövenflügel) (Bildbeispiel QFP44, SO18)
·BGA/SGA (Ball Grid Array/Solder Grid Array, flächig auf der Unterseite verteilte Anschlüsse). (Bildbeispiel BGA, F-BGA)


Ein Rastermaß von 0,5 mm (Mittenabstand der Bauelementanschlüsse) wird bei Gull Wing-Anschlüssen als Fine Pitch bezeichnet. Bei BGA ist schon der Abstand kleiner als 1 mm Fine Pitch (= F-BGA), weil hierfür schon eine höherwertige Leiterplattentechnologie (µVia) notwendig ist.

Bei zunehmenden Elektronik-Proktionszahlen sinkt der Anteil von THT, der Anteil von SMT steigt stark, und es kommt noch die Bare Die Verarbeitung (Montage ungehäuster IC) hinzu.

Aktive Bauelemente enthalten als diskrete Bauelemente Dioden oder Transistoren, als IC (Integrated Circuits) dagegen komplexe integrierte Schaltkreise. Diese IC können sowohl Massenware wie Logik- sowie Speicherbausteine, als auch ASIC (Application Spezific IC = Anwenderspezifische IC) sein. Für die IC-Gehäuse gibt es Standards, welche die Gehäuseform und -abmessung festlegen (Beispiele im Anhang). Das kleinste derzeit in Serie verarbeitete SMT-Rastermaß ist 0,3mm. Eine verringerte Gehäusefläche bei hoher Anschlusszahl und Pitch >= 0,5mm bieten BGA (Ball Grid Array) und F-BGA (fine-pitch BGA, Rastermaß <= 1 mm), Spezialitäten sind µBGATM (Micro-BGA, Handelsmarke der Firma Tessera) bzw. CSP (Chip Scale Package).

Passive Bauelemente sind Widerstände und Kondensatoren, die im allgemeinen als Zweipoler geformt sind, teils quaderförmig, teils rund (MELF Metal Electrode Face). Die kleinste in Serie verwendete Bauform ist derzeit 0201 (0,6 mm lang x 0,3 mm breit). Widerstände werden zur Vereinfachung der Handhabung auch als Netzwerke angeboten, d. h. mehrere Funktionseinheiten nebeneinander auf einem Träger.

Reinigungsmedien: Stand der Technik sind derzeit wässrige, halbwässrige und alkoholbasierte Medien. Seit Einführung des "Montreal-Protokolls" sind FCKW (fluoridisierte Chlorkohlenwasserstoffe) wegen ihres hohen Ozonschädigungspotentials nicht mehr zulässig. Kompatibilität: siehe Reinigung.

Schutzbeschichtung = Coating wird in Betracht gezogen, wenn mit der Einwirkung starker Umwelteinflüsse wie Feuchte, aggressive Chemikalien, mechanische Beanspruchung, Vibration zu rechnen ist; ferner zur Wärmeableitung; zur Fixierung; zum Abdichten; zur elektrischen Isolierung. Man unterscheidet Kleben, Vergießen und Lackieren. Werkstoffe für Schutzbeschichtungen sind in der Reihenfolge steigender thermischer Beständigkeit Acrylate, Polyurethane, Epoxide, Silikone und Polyimide. Für extrem hohe Anforderungen, z. B. extraterrestrische Produkte wird Parylene verwendet, eine sehr gleichmäßige dünne Schicht, die mittels Vakuumabscheidung aufgebracht wird und auch in engen Spalten beide Oberflächen separat bedeckt.