THT-Fertigung Bessere Ergebnisse durch Lötroboter

Ihlemann konnte bei sehr vielen Baugruppen das Handlöten durch das automatisierte Selektivlöten ersetzen. Bei engen Bauteilabständen ist das Verfahren allerdings nicht mehr anwendbar.
Ihlemann konnte bei sehr vielen Baugruppen das Handlöten durch das automatisierte Selektivlöten ersetzen. Bei engen Bauteilabständen ist das Verfahren allerdings nicht mehr anwendbar.

Die THT-Fertigung ist kaum automatisiert. Die THT-Prozesse sind deshalb arbeitsintensiver und qualitätskritischer. Der EMS-Dienstleister Ihlemann hat das Handlöten etlicher Baugruppen mit bedrahteten Bauteilen inzwischen Schritt für Schritt durch Lötroboter ersetzt.

In der THT-Fertigung kann es häufiger zu Qualitätsproblemen kommen als in der SMD-Bestückung. Vor allem beim Löten per Hand sind ein fehlender Lotdurchstieg (zu geringe Löttemperatur), Brückenbildungen (zu viel Lötzinn) oder geschädigte Bauteilen (Überhitzung) möglich. Außerdem ist jeder Lötvorgang zwangsläufig individuell unterschiedlich und kann auch von der gleichen Person nicht identisch wiederholt werden.

Trotz der Nachteile sind THT-Bauteile oft nicht zu ersetzen. Wenn größere Ströme fließen, wie in der Hochleistungselektronik, werden bedrahtete Bauteile eingesetzt. Auch bei größeren mechanischen Belastungen (Steckverbinder oder Schalter) bleiben die THT-Bauformen erste Wahl. In anderen Fällen verhindern aufwendige Neu-Zertifizierungen den Ersatz von THT-Bauteilen.

»Für Baugruppen mit wenigen THT-Bauteilen kann der Einsatz des Pin-in-Paste-Verfahrens sinnvoll sein«, erläutert Bernd Richter, Vorstand beim EMS-Dienstleister Ihlemann AG in Braunschweig. „Pin in Paste“ bzw. die Through-hole-reflow-Technologie (THR) ist ein bekanntes, aber bisher eher selten eingesetztes Verfahren. Dank spezieller temperaturstabiler THR-Bauteilvarianten und Hilfsstoffe ist das Verfahren aus Sicht der Ihlemann AG heute praxistauglich. Bei Pin in Paste werden bedrahtete Bauelemente wie SMD-Bauteile automatisiert bestückt. Das verbessert die Qualität, verkürzt die Verarbeitungszeit und ermöglicht zudem geringere Bauteil- und Lötstellenabstände zwischen den verschiedenen Technologien. Nachteilig sind dagegen die meistens höheren Kosten für THR-Bauteile, da diese für die größeren thermischen Belastungen des Reflow-Lötens ausgelegt sein müssen.

Ihlemann konnte bei sehr vielen Baugruppen das Handlöten durch das automatisierte Selektivlöten ersetzen. »Jede einzelne Lötstelle kann separat programmiert werden, um Flussmittelmenge und Lötzeit selektiv zu steuern. Durch das automatisierte Selektivlöten konnten wir in der Serienfertigung eine höhere Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit erzielen und auf diese Weise die Qualität der Lötergebnisse signifikant verbessern«, so Bernd Richter.
Anfängliche Probleme mit einer mangelnden Temperierung beispielsweise von Leiterplatten mit einer größeren Kupferschichtdicke und einer größeren Masse konnten gelöst werden. Durch eine zusätzliche Oberseitenheizung werden die Leiterplatte und die Bauteile so durchwärmt, dass ein einwandfreier Lotfluss gewährleistet ist. Das Selektivlöten wird für Abstände zwischen dem SMD-Bauteil und der zu lötenden THT-Lötstelle ≥3 mm seit Jahren erfolgreich eingesetzt. Durch den Trend zu immer kompakteren Baugruppen mit engeren Abständen ist das Verfahren allerdings immer häufiger nicht mehr anwendbar.