Kooperation von ept und Viscom AOI-optimiertes Design für miniaturisierte Steckverbinder

Weitere Einflussgrößen

Bei dem neuen Produkt ist damit auf der gefertigten Baugruppe eine sehr hohe Fehlererkennbarkeit gewährleistet. Die Kooperation zwischen ept und Visco ist ein gutes Beispiel dafür, wie sinnvoll es ist, AOI-relevante Kriterien schon während der Entwicklungsphase zu erarbeiten und später in die Serienfertigung zu überführen. Abweichungen bei der Bestückung zum Beispiel lassen sich allerdings von der Stecker-Entwicklung nur bedingt kompensieren, beispielsweise durch eingeplante Toleranzen oder den Einsatz von Winkel-, Mitten- oder Querversatz. Die Entwickler müssen mit Ungenauigkeiten der Bestückungsmaschinen rechnen und fehlerhafte Benetzungen durch zu große Lotpastendicke mit einplanen. Auch wenn Padgröße und Position nicht korrekt sind oder der Lötprozess nicht optimal verläuft – beispielsweise zu hohe Temperatur oder zu geringe Geschwindigkeit –, kann es zu Problemen bei der Lötstelle kommen. Inspektionssysteme von Viscom erkennen solche Fehler an verschiedenen Prüftoren in der Fertigungslinie.

Festlegung einer idealen Lötgeometrie

Gemäß der Norm IPC-A-610 Ausgabe G und auf Basis der AOI-Ergebnisse von Viscom haben die Fachkräfte für den SMT-Steckverbinder Zero8 nicht zuletzt auch eine optimale Lötgeometrie entwickelt. Die dabei zu beantwortenden Kernfragen waren: Wie muss bei diesem Produkt eine gute Lötstelle aussehen und wie ein idealer Lötmeniskus beschaffen sein? Daraus resultieren viele Aspekte, die es zu beachten gilt. In Verbindung mit einer optimalen Benetzung soll nur so viel Lot an der Lötstelle verwendet werden, dass die Kontur der Bauteilanschlüsse weiterhin sichtbar bleibt. Der Winkel zwischen einem Tropfen des flüssigen Lots und dem Grundwerkstoff wird Benetzungswinkel genannt; dieser darf 90° nicht überschreiten. Die Lötstellenoberfläche muss konkav geformt sein und am zu verlötenden Anschluss eine flach auslaufende Kante aufweisen. Der maximale Spitzenüberhang und Seitenüberhang ist so zu wählen, dass der minimale elektrische Isolationsabstand nicht verletzt wird. Beim Seitenüberhang ist zudem darauf zu achten, dass der Überhang nicht größer als 25 Prozent der Anschlussbreite ist. Die Länge des geformten Fußes, Anschlussdicke und Anschlussbreite sind abhängig von der Bauteilkonstruktion. Das Lot an der Ferse sollte über die Dicke des Anschlusses reichen, minimal bis zur Mitte der äußeren Biegung und maximal bis zur oberen Anschlussbiegung. Die Anschlussbiegung sollte nicht gefüllt sein und das Lot nicht den Bauteilkörper berühren. Die minimale Breite am Ende der Lötstelle muss 75 Prozent der Anschlussbreite betragen. Die minimale Länge der Lötstelle an der Seite sollte der Fußlänge entsprechen (wenn Fußlänge < 3 × Anschlussbreite), bzw. gleich oder größer drei Anschlussbreiten sein (wenn Fußlänge > 3 × Anschlussbreite). Volumen, Oberflächenspannung des Lotes und Größe der benetzbaren Fläche sind ausschlaggebend für die Form des Meniskus. Außerdem sollten die Flächen in einer tangentialen Kurve miteinander verbunden sein. Es ist diese konkave Ausbildung, die als Meniskus bezeichnet wird. Hinsichtlich der Sauberkeit der Lötstelle dürfen sich zudem keine Lotreste außerhalb der Lötstelle befinden und die Lötstelle selber muss sauber und gleichmäßig sein.