Qualitätssicherung THT-Renaissance stellt die Lötstelleninspektion auf die Probe

Autor / Redakteur: Ronald Block * / Franz Graser

In bestimmten Anwendungsbereichen wie der Leistungselektronik ist die Durchsteckmontage (THT) nicht zu ersetzen. Das stellt hohe Anforderungen an die Inspektionstechnik.

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Alles im Blick: AOI-Sonderlösung zur Integration in bestehende Prozesse
Alles im Blick: AOI-Sonderlösung zur Integration in bestehende Prozesse
(Bild: Prüftechnik Schneider & Koch)

Noch vor einiger Zeit schien es ganz einfach zu sein: In vielen Bereichen der Elektronik werden bedrahtete Bauelemente heute überwiegend durch SMD-Bauelemente ersetzt, wodurch auch das für die SMD-Bestückung wirtschaftlichere Reflow-Löten gegenüber dem Wellenlötenverfahren an Bedeutung gewonnen hat.

Doch so simpel ist es nicht. Die THT-Technologie ist nicht vollständig zu ersetzen – im Gegenteil, sie erlebt derzeit eine Renaissance, getrieben vor allem von den rasanten Entwicklungen in der Energiewirtschaft.

Die Leistungselektronik, ohne die Themen wie Windenergie, Solarstrom oder Elektromobiliät nicht umsetzbar wären, bedient sich nach wie vor bedrahteter Bauteile. Auch bei gemischt bestückten Leiterplatten mit THT- und SMD-Bauteilen ist das Wellenlöten, hier in der Variante des Selektivlötens, das Mittel der Wahl. Die Lötstellenkontrolle an bedrahteten Bauteilen, insbesondere in Selektivlötanlagen, stellt ganz spezifische Inspektionsanforderungen. Wie gelingt es, diese zu erfüllen?

THT-Lötstellen sind eine Wissenschaft für sich

In vielen Bereichen der Elektronik wurden bedrahtete Bauelemente weitgehend durch SMD-Bauelemente abgelöst. Bei der Leistungselektronik ist das anders. Hier fließen typischerweise hohe Ströme, was erhebliche Auswirkungen auf die Bauteilauswahl und das Leiterplattendesign hat. Bauteile im Bereich der Leistungselektronik müssen eine hohe Stromtragfähigkeit haben. Große, wärmeintensive Bauteile sind für die Leistungselektronik deshalb charakteristisch.

Eine Oberflächenmontage von Bauelementen, die eine hohe mechanische Belastung oder Strombelastung darstellen, ist nicht sinnvoll. Es bestünde vielmehr die Gefahr, dass die Lötstelle der Belastung nicht standhält. Aus diesem Grund greift man in der Leistungselektronik weiterhin auf die Durchsteckmontage (Through-Hole-Technologie) zurück.

Dabei unterscheiden sich die Anforderungen an die THT-Lötstelleninspektion wesentlich von der SMD-Inspektion: Eine vollständig andere Oberflächenbeschaffenheit der Lötstellen erfordert auch spezielle Prüfalgorithmen und flexible Beleuchtungseinheiten, um Lötfehler zuverlässig erkennen zu können. Beim Bremer Unternehmen Prüftechnik Schneider & Koch ist man seit mehr als 20 Jahren auf Test-Engineering und Automatische Optische Inspektion (AOI) spezialisiert – das gilt für die SMD-Technologie ebenso wie für die konventionelle Bestückung bedrahteter Bauteile.

Im Unterschied zu SMD-Bauteilen ist bei bedrahteten Bauelementen zu prüfen, ob die Anschlussbeinchen durchgesteckt und korrekt gelötet sind. Die AOI-Systeme vom Typ LaserVision verfügen deshalb neben allen anderen Standard-Prüfroutinen über die speziell für diese Inspektionsaufgabe entwickelte Testroutine „THT-Solder“. Sie ermöglicht die Prüfung von Lötstellen durch die Untersuchung des sich um das durchgesteckte Pin ausbildenen Lötmeniskus. Dass bei LaserVision Systemen sowohl SMD- als auch THT-Lötstellen mit ein und demselben System geprüft werden können, ist vor allem bei gemischt bestückten Leiterplatten unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten relevant.

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