Branchenbeispiel: Elektronikfertigung für Funktechnik und Telekommunikationstechnik

Eine Welt ohne Telekommunikation und Funktechnik ist heute nicht mehr vorstellbar. Ohne diese Technologien würden viele Vorzüge des modernen Lebens wie mobiles und flexibles Arbeiten schlicht und einfach nicht möglich sein. Hinter diesen Technologien stehen komplexe Leiterkarten, auf denen auf kleinstem Raum eine Vielzahl elektronischer Bauteile platziert und zu Schaltungen miteinander verbunden werden.

Um zugleich hohe Komplexität sowie kompakte Bauweise zu vereinen hat sich bei EMS Dienstleistern das Produktionsverfahren der SMD Bestückung („Surface Mounted Device“) durchgesetzt. Die SMD Elektronikbauteile werden in diesem Verfahren mithilfe von Bestückungsautomaten auf den Leiterplatten aufgebracht. Im Gegensatz zur THT Fertigung („Through Hole Technology“) werden die Bauteile nicht über Drähte mit der Platine verbunden, sondern direkt auf der Leiterplatine verlötet.

Der übliche Prozess der SMD Bestückung umfasst dabei drei Hauptschritte. Im ersten Produktionsschritt wird üblicherweise mithilfe des Siebdruckverfahrens die Lotpaste auf die Leiterplatte aufgetragen. Durch das Siebdruckverfahren lässt sich die Paste sehr präzise verteilen und gelangt ausschließlich an die Stellen, wo sie tatsächlich benötigt wird. Daraufhin wird die Platte im zweiten Schritt in einen Bestückungsautomaten geführt, in dem sie mit den SMD Elektronikbauteilen bestückt wird. Diese Bestückungsautomaten arbeiten mit äußerster Präzision, um eine einwandfreie Funktion der Schaltungen zu gewährleisten. Üblicherweise werden die Bauteile mit Vakuumdüsen oder Vakuumpipetten an die richtigen Stellen geführt und dort im finalen Schritt verlötet. Für den eigentlichen Lötvorgang haben sich mit dem Reflow-Löten und der Dampfphasenlötung zwei verschiedene Vorgehen etabliert. Beim Reflow-Löten wird die Leiterplatine in einer Stickstoffumgebung innerhalb eines Reflow-Ofens schrittweise erhitzt, was zu einer Schmelzung des Lots und einer Verdampfung des in der Lotpaste vorhandenen Flussmittels führt. Durch den anschließenden Abkühlungsvorgang werden die elektronischen Bauteile fest mit der Platine verbunden.

Sind auf der Leiterkarte jedoch sehr empfindliche Bauteile zu verlöten, so bietet sich das Dampfphasenlötungsverfahren aufgrund der geringeren Hitzeentwicklung an. Bei der Dampflötung wird das Lot durch eine geregelte Dampftemperatur zum Schmelzen gebracht, die Trägerflüssigkeit besteht üblicherweise aus Galden. Darüber hinaus ist dieses Verfahren durch den Verzicht auf Stickstoff auch etwas klimafreundlicher.

Zur Überwachung des Herstellungsprozesses werden moderne Methoden wie die Automatische Optische Inspektion (AOI) oder Röntgeninspektionen angewandt, um die Erfüllung der hohen Qualitätsanforderungen der Funk- und Kommunikationstechnik sicherzustellen und nachzuweisen.