von Klaus Dingler, FED

Um den Einfluss der bleifreien Fertigungsprozesse auf das Leiterplatten‐ und Baugruppendesign zu untersuchen, hat ein gemeinsamer Arbeitskreis des Fachverband FED sowie des Fachkreises BFE von 2000 bis Juni 2006 Testleiterplatten geplant, entwickelt, gefertigt und bestückt. Die Ergebnisse liefern generelle Aussagen zum Design bleifreier Baugruppen und zur Verarbeitung repräsentativer aktiver und passiver Bauelemente.

Die wichtigsten Erkenntnisse sind:

• Beim Design bleifreier Baugruppen sind unterschiedliche Einflussfaktoren wie Leiterplattenoberfläche, Lotlegierung, Flussmittel (das für den Prozess geeignete Flussmittel hat einen wesentlichen Einfluss auf die Lötqualität),Lötprozess (Reflow, Welle, selektiv), Schutzgasatmosphäre (das Löten unter einer Stickstoffatmosphäre bringt viele Vorteile) zu beachten und auf die zu fertigenden Produkte abzustimmen.
• Grenzwertige Designs verursachen mit bleifreien Loten Fertigungsfehler. Hier sind unbedingt Layoutänderungen zu empfehlen.
• Änderungen an bestehenden Layouts sind im Reflowprozess in wenigen Fällen notwendig.
• Im Wellenlötprozess müssen komplexe Baugruppen mit hoher Bestückungsdichte und geringen Leiterbahnbreiten bzw. Leiterbahnabständen überarbeitet werden.
• Einfache Baugruppen mit groben Leiterbahnstrukturen sollten beim Wellenlöten keine Probleme bei der Umstellung hervorrufen.
• Um hier eine Hilfe für die Grobeinstufung zu geben, kann die IPC-D-275 mit den Einstufungen A = Allgemeine Designkomplexität (Leiterbahnbreite und Abstand = 0,3 mm) B = Mittlere Designkomplexität (Leiterbahnbreite und Abstand = 0,2 mm) C = Hohe Designkomplexität (Leiterbahnbreite und Abstand = 0,1 mm) herangezogen werden.
• DfM – Design for Manufacturing nimmt bei bleifreien Loten eine noch wichtigere Stellung ein, denn die Fertigungsmethoden werden differenzierter durch Verwendung unterschiedlicher Lote und die Möglichkeit des Einsatzes verschiedenartiger Lötprozesse.

Unterlagen komplett als Download (für Mitglieder):