Leiterplattenbestückung erfordert Präzision und Expertise in jedem Schritt des Lötprozesses. Jedes Lötverfahren bedarf eines spezifischen Anforderungsprofils, von der Auswahl passender Materialien und Oberflächen bis zu Einstellparametern in der Darstellung von Lötkurven. Unser umfassendes Produktsortiment deckt alle gängigen Lötverfahren ab, einschließlich Reflow Löten, Wellenlöten und Selektivlöten. Mit unseren maßgeschneiderten Lösungen stellen wir sicher, dass Ihre Leiterplatten den höchsten Qualitätsstandards entsprechen. Vertrauen Sie auf unsere Erfahrung und unser Engagement für erstklassige Ergebnisse in der Leiterplattenbestückung.
Das Oberflächenmontage-Verfahren (Surface Mounting Technology, SMT) ist zum gängigen Standard in der Verarbeitung von elektronischen Baugruppen und der Leiterplattenbestückung geworden. Die Anschlusstechnik kann durch THR (Through Hole Reflow) oder SMD (Surface Mount Device) integriert werden, auch eine Kombination beider Montagearten ist möglich.
Erfahren Sie im Folgenden mehr über unsere THR- und SMD-Komponenten für die optimale Leiterplattenbestückung.
Through Hole Reflow (THR) bezeichnet das Verarbeiten von Bauteilen, die in die Leiterplatte gesteckt werden und anschließend zusammen mit anderen SMT-Bauteilen für die Leiterplattenbestückung verlötet werden. Die besondere Herausforderung dieses Verfahrens ist, dass die Bauteile die hohen Temperaturen des SMT-Prozesses überstehen müssen.
Unsere Komponenten mit der kurzen Stiftlänge von 1,50 mm ermöglichen mehr Platz und Designfreiheit und erfüllen die Anforderungen gemäß IPC-A-610 E. Bei einer Leiterplattenstärke von 1,60 mm profitieren Sie von einer doppelseitigen Bestückung.
Es besteht zusätzlich die Möglichkeit des Dampfphasenlötens, da sich keine Tropfen an der Unterseite der Leiterplatte bilden. Mit unserem vereinfachten Pastendruckprozess sowie minimiertem Pastenvolumen reduzieren Sie außerdem Ihre Fertigungskosten. Zu einer kosteneffizienten Leiterplattenbestückung tragen auch die optimale Temperaturannahme und ein problemloses Ausgasen der Flussmittel im Lötprozess bei.
Optimale Leiterplattenbestückung mit Hochleistungskunststoff: Unsere THR-Komponenten bieten halogenfreie, hochtemperaturfeste Eigenschaften für alle gängigen Lötverfahren. Mit höchster Dimensionsstabilität und Rastertreue sowie einem niedrigen Moisture Sensitivity Level (MSL 1) bleiben sie auch bei großer Wärmebelastung formstabil und liegen eng auf der Leiterplatte an.
Präzise Stiftleisten für optimale Leiterplattenbestückung: Mit einer Positionstoleranz der Lötstifte von weniger als ± 0,1 mm um die Null-Lage erfüllen sie die Norm IEC 61760-3 und sind optimal für die automatische Bestückung geeignet. Unsere formstabilen Stiftleisten gewährleisten einen reibungslosen SMT-Prozess ohne Ausfälle dank moderner Fertigungsverfahren und sorgfältiger Kontrolle der Kontaktstifte.
Effiziente Leiterplattenbestückung mit Lötflanschen: Fixieren Sie Anschlusskomponenten schnell und stabil ohne zusätzliche Schrauben. Im Reflow-Prozess werden sie direkt mit den Kontaktstiften verlötet, wodurch aufwendige Arbeitsschritte entfallen. Die Geometrie und Positionierung der Lötflansche schützt die Lötstellen vor mechanischem Dauerstress und verhindert Belastungen durch das Anziehen von Schrauben.
Anwendungen, bei denen es auf schnelle Verarbeitung und zuverlässige, stabile Verbindungen zur Leiterplatte ankommt. Reflow-, Wellen- oder Handlötung mit hohen Temperaturanforderungen.
Oberflächenmontage (Surface Mounting Technology, SMT) verbindet SMD-Bauelemente direkt über lotfähige Anschlussflächen (Lötpads) auf der Leiterplatte. Durch den Einsatz von SMD-Bauelementen entfallen Drahtanschlüsse an den Bauelementen und die zur Montage benötigten Bohrungen in der Leiterplatte.
Optimale Leiterplattenbestückung mit Hochleistungskunststoff: Unsere SMD-Komponenten aus LCP bieten maximale Dimensionsstabilität und Rastertreue. Hohe Formstabilität und Lötwärmebeständigkeit gewährleisten einen sicheren SMD-Prozess. Mit niedrigem Moisture Sensitivity Level (MSL 1) sind Vortrocknungsschritte überflüssig. Der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient verhindert Baugruppendurchbiegungen im Lötprozess, was Ihren vollautomatischen Bestückungsprozess beschleunigt.
Optimale Leiterplattenbestückung mit LSF-SMD-Leiterplattenklemmen: Unsere Klemmen bieten zuverlässigen Halt durch zwei Lötpads pro Pol, ohne zusätzliche Befestigungsflansche. Mit Haltekräften von über 150 N in axialer Richtung widerstehen sie hohen Belastungen. Simulierte Lebensdauerprüfungen gemäß IEC 61373/10.2011 bestätigen ihre hohe Vibrations- und Schockfestigkeit. Profitieren Sie von einem reibungslosen, langfristig wartungsfreien SMD-Prozess und integrieren Sie sie sicher auf Verbundleiterplatten aus Glas, Keramik oder Aluminium.
Optimale Leiterplattenbestückung mit unseren SMD-optimierten Komponenten: Die Pick-and-Place-Pads und Ansaugflächen ermöglichen eine sichere Aufnahme und präzises Absetzen in der vollautomatischen Bestückung. Das geringe Gewicht unserer Leiterplattenklemmen maximiert zudem die Bestückungsleistung. Nutzen Sie Tape-on-Reel-Verpackungen in Standardgurtbreiten für einfache Integration der Anschlusselemente. Automatengerecht und mit hoher Bauteildichte pro Rolle reduzieren sie Ihre Rüstkosten im automatischen SMD-Prozess.
Um eine zuverlässige Lötqualität bei der Leiterplattenbestückung sicherzustellen, müssen die Kontaktflächen der Lötstifte unmittelbar nach dem Bestücken mit Lötpaste benetzt werden. Dies ermöglicht eine Reaktion des enthaltenen Flussmittels mit der Sn-Oberfläche, was zu einer zuverlässigen Lötqualität führt. Die LSF-SMD weist eine maximale Koplanarität von 100 μm auf. Für optimale Ergebnisse empfehlen wir eine Schablonendicke von 150 bis 200 μm.
Die Stabilitätseigenschaften für die Leiterplattenbestückung werden durch normative Werte sowie praktische Zusatzprüfungen abgedeckt. Die axialen Zugkräfte pro Klemmstelle (Pol) liegen deutlich über den normativ zulässigen Werten gemäß IEC 60947-7-4. Haltekräfte pro Pol von über 150 N in axialer Richtung übertreffen die normativen Anforderungen mehrfach, was eine besonders robuste Verbindung gewährleistet.
Hierzu wird eine simulierte Lebensdauerprüfung durchgeführt, die auch die Anforderungen für die Leiterplattenbestückung abdeckt. Das Prüfspektrum umfasst erhöhtes Breitbandrauschen und Schock nach IEC 61373/10.2011 mit einem Schärfegrad der Kategorie 1B („body mounted“) im Frequenzbereich 5 bis 150 Hz und mit einem ASD-Pegel von 1,857 (m/s²)² Hz 3 dB sowie einer effektiven Beschleunigung von 5,72 m/s² und Freiheitsgraden von 240 DOF. Die Prüdauer beträgt fünf Stunden je Achse. Die Schockform verläuft halbsinusförmig bei einer Spitzenbeschleunigung von 50 m/s² und einer Nenndauer von 30 ms.
Baugruppen, die ausschließlich mit SMD-Komponenten bestückt werden und die mittleren elektromechanischen Belastungen ausgesetzt werden.
THR-Komponenten werden durch Löcher geführt und verlötet, was eine starke Verbindung bietet und für zuverlässige Anwendungen genutzt wird. SMD-Komponenten werden direkt auf die Leiterplatte gelötet, was kompaktere Designs ermöglicht und für moderne, miniaturisierte Geräte ideal ist. Beide Methoden haben ihre Vor- und Nachteile und werden je nach Anwendung eingesetzt.
Neben der Standard-Box-Verpackung bietet Weidmüller für die automatengerechte und produktspezifische Verpackung der Komponenten Tape-on-Reel, Tray und Tube.
Tape-on-Reel
Für die automatische Bestückung sind die Stiftleisten für die 90° (abgewinkelt)- und 180° (gerade)-Versionen im „Tape-on-Reel‟ (Gurt auf Spule) verfügbar. Diese sind für das jeweilige Produkt unter Einhaltung der IEC 602586-3 entwickelt. Die Spulen sind antistatisch, haben einen Durchmesser von 330 mm (spezifische Angaben sind im Datenblatt zu finden) und sind auf die handelsüblichen Feeder abgestimmt.
Das Tape ist mit einer Schutzfolie abgedeckt. Zum automatischen Ansaugen der geraden Stiftleisten (180°) ist ein hochtemperaturfestes „Pick-and-Place-Pad‟ mittig auf der Stiftleiste angeordnet. Dieses „Pick-and-Place-Pad‟ ist im Lieferumfang der Stiftleisten in der Anlieferungsart „Tape-on-Reel‟ enthalten. Die abgewinkelten Stiftleisten (90°) sind so konzipiert, dass zum automatischen Ansaugen kein „Pick-and-Place-Pad‟ erforderlich ist.
Die Breite des Tape-on-Reels wird durch das Rastermaß (L1), die Polzahl und den Seitenabschluss (G = geschlossen, F = Flansch, LF = Lötflansch, RF = Rast-Lötflansch) beeinflusst. Weidmüller bietet für die eingesetzten Universaltapes die folgenden Tape-on-Reel Breiten an: 32 mm, 44 mm, 56 mm und 88 mm.
Verpackungsinformationen (z. B. Verpackungsart, Menge, Reel-Durchmesser) finden Sie in dem jeweiligen Datenblatt des ausgewählten Produktes und auf der Produktebene des Weidmüller Produktkatalogs .
Isolierstoff
Unsere Komponenten (THR und SMD) werden weitgehend aus glasfaserverstärktem LCP (Liquid Cristal Polymer) hergestellt. Damit wird hohe Formstabilität sichergestellt. Die positiven Temperatureigenschaften des Materials und der eingebaute Rasterfreiraum (Stand-Off) von min. 0,3 mm sind bestens für den Lötpasten-Prozess geeignet.
Bei Datensteckverbindern (RJ45- und USB-Buchsen) werden neben LCP ebenfalls PA9T und PA10T eingesetzt, die ebenfalls über einen niedrigen Moisture Sensitivity Level (MSL 1) verfügen.
Kontaktoberfläche
Steckverbindersysteme sind vielen äußeren Einflüssen wie feuchter Wärme und Vibration ausgesetzt, die sich negativ auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften auswirken und somit die Lebensdauer des Geräts reduzieren können. Um diesem Verschleiß entgegenzuwirken, werden unsere Steckverbinderkomponenten mit einer leistungsfähigen Kontaktbeschichtung versehen und unter Industrieatmosphäre im Labor auf lange Standfestigkeit getestet. Der typische Kontaktschichtaufbau erfolgt mit der Kupferlegierung als Basismaterial, Nickel als Sperrschicht und Zinn oder Gold als Kontaktschicht.
Detaillierte Angaben zu Werkstoffen und Oberflächen sind im Produktkatalog und im Datenblatt enthalten.
Kaum weniger essenziell im SMT-Fertigungsprozess ist das Reflow Löten: Bei diesem Verfahrensschritt wird ein vorhandenes Lotdepot aufgeschmolzen, wobei sich ca. 50 % des Pastenvolumens verflüchtigen. Nach dem Bestücken bildet sich an der Stiftspitze ein Tropfen: Er wird im Reflow-Profil aufgeschmolzen, zieht sich durch Kapillarwirkung in das Bohrloch und bildet den Lötmeniskus.
Leiterplatte und Bauelemente werden in der Vorheizphase schonend erhitzt. Dies „aktiviert“ parallel verlaufend die Lötpaste. Im Zeitverlauf oberhalb der Schmelztemperatur (217 °C bis 221 °C) wird das Lot flüssig und verbindet die Bauelemente mit den Anschlüssen auf der Leiterplatte. Ungefähr zehn bis 40 Sekunden lang wird die maximale Temperatur von 245 °C bis 254 °C aufrechterhalten. In der Abkühlzeit härtet das Lot aus. Leiterplatte und Bauelemente dürfen jedoch nicht zu rasch abkühlen, um Spannungsrisse im Lötzinn zu vermeiden.
Die empfohlenen Lötprofile für Reflow Löten und Wellenlöten sind im Produktkatalog und im Datenblatt der einzelnen Komponenten enthalten.
Für ein optimales Lötergebnis im SMT-Prozess ist das erforderliche Pastenvolumen und damit der Füllgrad der Lötpaste im Pastendruckprozess ausschlaggebend.
Für THR-Lötstellen ist – im Vergleich zum Wellenlöten – ein etwas größerer Bestückungslochdurchmesser empfehlenswert, da der Aufschmelzvorgang der Paste in der Bohrung ausreichend Raum benötigt.
Lesen Sie mehr über das Leiterplatten- und Schablonendesign im Whitepaper Surface Mount Technology: Integration von Geräteanschlusstechnik in den SMT-Prozess
Wellenlötprodukte in THT (Through Hole Technology), auch Pin-in-Hole genannt, bieten sich als beste Alternative zur reinen SMT (Surface Mount Technology) an, wenn höhere Kräfte auf elektromechanische Leiterplattenkomponenten wirken können. Das Bauteiledesign der Weidmüller Produkte ist speziell für diesen Anwendungsfall entwickelt und berücksichtigt von Beginn an die Forderungen in Bezug auf Bauform und Verarbeitung.
Es werden bedrahtete (THT) Leiterplattensteckverbinder und Reihenklemmen im Wellenlötprozess verarbeitet. Dazu werden die Lötstifte (Pins) des Bauteils in die Durchkontaktierungen gesteckt und anschließend über eine oder mehrere Lotwellen gefahren. Beim Auftragen des Lots auf die Lötstifte zieht sich das flüssige Lot aufgrund der Benetzungs- und Kapillarkräfte in die Durchkontaktierung und bildet die Lötstelle aus.
Die konventionelle Durchsteckmontagetechnik (Through Hole Technology, kurz: THT) wurde zunehmend von der Surface Mount Technology (SMT), der Oberflächenmontagetechnik, abgelöst. Grund dafür waren sowohl die stetig steigenden Anforderungen wie Miniaturisierung der Bauelemente, höhere Funktionsdichte und niedrigere Fertigungskosten als auch die großen Fortschritte in der Entwicklung oberflächenmontierter Bauteile (Surface Mount Devices, kurz: SMD), die den Einsatz des SMT-Fertigungsprozesses überhaupt erst ermöglichten. Heute ist SMT als der Standard in der Leiterplattenbestückung etabliert.
Entdecken Sie unsere umfassende SMT-Broschüre und erhalten Sie wertvolle Einblicke in die neuesten Entwicklungen, Techniken und Anwendungen der Surface Mounting Technology. Erfahren Sie, wie Sie Ihre Fertigungsprozesse optimieren und die Leistung Ihrer elektronischen Baugruppen maximieren können. Jetzt herunterladen für präzise Informationen und praktische Tipps zur Implementierung der SMT in Ihrer Produktion.
Egal ob Sie als Geräteentwickler, Produktmanager oder Einkäufer zu uns kommen – wir versprechen Ihnen Effizienz, Schnelligkeit und maßgeschneiderte Lösungen. Weidmüller ist Ihr Partner, wenn es um Leiterplattensteckverbinder und Leiterplattenklemmen geht. Verlassen Sie sich auf unsere Expertise und unser Know-how. Gemeinsam finden wir die Produkte, die Ihre Anforderungen erfüllen.
Ralf Linnemann
Support Manager Leiterplattenkomponenten / Gehäuse
