Einzelpunktlöten von folienisolierten Flachleitern mit Flüssiglot
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des durchgeführten Forschungsprojekts zum Einzelpunktlöten folienisolierter Flachleiter konnten nützliche Erkenntnisse über Verfahren, relevante Prozessparameter sowie Wirkzusammenhänge im Prozessablauf gewonnen werden. Durch Analyse und Modellierung des Lötprozesses wurden Rückschlüsse auf geringen Wärmeeintrag in Lötbaugruppen gezogen. Zur experimentellen Erprobung des innovativen Einzelpunktlötverfahrens wurde eine am Fachgebiet des Zuwendungsempfängers bestehende Lötanlage weiterentwickelt und prozessspezifisch angepasst. Einzelne Komponenten der Versuchsapparatur wurden im Rahmen des Forschungsprojektes konzipiert, konstruiert und prototypisch gefertigt. Im entwickelten Versuchsaufbau wurde ein Glasdispenser zum Aufschmelzen von portioniertem Lotdraht in Verbindung mit einer wassergekühlten Induktionsspule zur Loterhitzung realisiert. Die Portionierung von Lot erfolgt mit einer angetriebenen Lotdrahtrolle sowie einer angepassten Schneidevorrichtung. Zum Halten portionierten Lotes im Dispenser sowie der gezielten Ausbringung nach dem Aufschmelzvorgang wurden mittels Venturidüse gesteuerte Luftströme eingesetzt. Der Lötprozess wurde teilweise in Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Für die Positionierung von Folienleiter und Bauteil wurden Spannvorrichtungen konstruiert und als Prototypen in den Versuchsaufbau integriert. Im Rahmen der experimentellen Parametervalidation konnte die Prozessfähigkeit des betrachteten Verfahrens nicht unter Beweis gestellt werden, wenngleich eine Eignung des Verfahrensprinzips für die beschriebene Lötaufgabe aufgezeigt wurde. Es gelang in drei von 750 Versuchen, eine Lötverbindung zwischen folienisoliertem Flachleiter und Bauteil herzustellen, ohne eine Schädigung des Substratmaterials zu verzeichnen. Durch weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Teilprozessen des Versuchsaufbaus ist die Prozessqualität zu verbessern und eine wirtschaftliche Verwertung des Verfahrens zu erzielen. Es bedarf konstruktiver Anpassungen sowie erneuter Komponentenauswahl für den Anlagenaufbau. Die Reduzierung der Lotmengenstreuung ist durch einen präzisen Portionierungsmechanismus zu erzielen. Durch Auswahl geeigneter Dispensergeometrien können unsichere Aufschmelzvorgänge sowie die ungenaue Aufbringung des Lotes auf die Lötstelle vermieden werden. Zur verbesserten Erzeugung und Steuerung der Luftströmungen sind strömungsmechanische Simulationen vorzunehmen und ableitend Verfahrensanpassungen zu definieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Soldering of Temperature Sensitive Substrates. Global Symposium on Sustainable Manufacturing, Rochester, USA 2007
S. Consiglio, A. Nemetzade, G. Setiger
