»Mini-Bauteile«: 0201 auf dem Vormarsch in der Fertigung?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
»Mini-Bauteile«: 0201 auf dem Vormarsch in der Fertigung?
Worauf kommt es bei 0201 technisch an?
Wichtig ist zunächst, dass beim Fertiger die notwendige technische Ausrüstung vorhanden ist und dass alle Prozessabschnitte auf die miniaturisierte Technologie abgestimmt sind. »Die Basis sind hochgenaue Lotpastendrucker und Bestückungsautomaten, ein exakt einstellbarer Reflow-Lötofen mit großer Prozesslänge und schonende Dampfphasenlötanlagen«, sagt Stefan Dorsch, Leiter Flachbaugruppenfertigung bei Vierling. »Bei 0201 und Mikro-BGAs muss zudem die gesamte Prozesskette abgestimmt sein: Layout, Druckschablo-nen, Spannsysteme, Lotpaste, Bauteile und Verarbeitungsprozesse müssen ein harmonisches System bilden.«
Der wohl wichtigste Punkt kommt gleich zu Anfang der Fertigungskette: der Lotpastendruck. Bauteileabstände von nur 0,2 Millimetern erfordern besonders exakten Pastendruck. Hierzu sind entsprechende Drucker, Spannsysteme, Druckschablonen, feinkörnige Lotpasten und der eine oder andere technische Kniff nötig. Das Spannsystem muss in der Lage sein, die Schablone absolut plan zu halten. Bei Druckschablonen von nur 0,1 Millimetern Dicke ist dies keine leichte Aufgabe. Höher darf die Lotpaste bei 0201-Technologie nicht aufgetragen werden, sonst verläuft sie beim Löten zu sehr, und es kommt zu unerwünschten Schlüssen zwischen den Lötstellen.
Des Weiteren erfordert es besondere Vorkehrungen, um die entsprechend dünnen Leiterplatten zu verarbeiten. Dorsch erläutert: »Die Leiterplatten von oft nur 0,5 Millimetern Dicke fixieren wir beim Bedrucken mit einer speziellen Vakuum-Ansaugvorrichtung, um Durchbiegen auszuschließen.« Bei der 0402-Technologie genügte noch ein System aus Unterstützungsstiften, das von unten an die Leiterplatte heran fährt. Beim anschließenden Bestücken sollte der Automat mindestens auf 0,07 Millimeter genau arbeiten.
Beim Löten selbst muss vor allem der Reflow-Ofen genau einstellbar sein. »Dies gilt gerade dann, wenn die Baugruppen mit Bauteilen sehr unterschiedlicher Größe bestückt sind«, erklärt Dorsch. »Da sich kleine Bauteile wesentlich schneller aufheizen als große, liegt das Risiko darin, dass 0201-Bauteile bereits überhitzt sind, während große Stecker, Kondensato-ren oder Spulen noch gar nicht gelötet sind.« Nötig ist deshalb ein Reflow-Ofen mit möglichst vielen genau einstellbaren Heizzonen sowie fein regelbaren Lüfterfrequenzen. Damit lassen sich zum Beispiel so genannte Sattelprofile fahren, die anfangs schnell aufheizen, dann über einen längeren Zeitabschnitt ein mittleres Temperaturprofil, den Sattel, halten und nur relativ kurze Zeit die Spitzentemperatur erreichen. »Um solche Temperaturprofile einsetzen zu können, nutzen wir einen Ofen mit 14 unabhängigen Temperaturzonen«, sagt Dorsch.
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