Mittwoch, 30 Juni 2021 11:06

Unsere Leiterplatten, die wir noch weiter hatten

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Leiterplatten Leiterplatten pixabay

Viele Leute bestellen und holen die Leitern und die Platten ab. Andere gehen vor dem Einziehen in die eigenen vier Wände lieber selber ins Geschäft, sichten die nötigen Werkzeuge, Hilfsmittel usw. Und bringen sie stolz nach Hause.

 

Leider

Leiterplatten werden für gewöhnlich von EMS-Dienstleistern (Electronic Manufacturing Services) produziert. Eine sogenannte anfänglich lediglich mit Leiterbahnen und Kontakten ausgestattete Rohleiterplatte erhält zusätzliche Bestandteile, etwa Widerstände, Microcontroller und Kondensatoren. Über die Leiterbahnen, die auf der Platte aufgelötet werden, werden Impulse hin und her geschickt, über die die interne Kommunikation stattfindet. Dabei kommen zwei Methoden zur Anwendung: Oberflächenmontage (surface-mounting technology, kurz SMT) oder Durchsteckmontage (through hole technology, kurz THT). Beim händischen oder beim Reflow-Löten kommt es hin und wieder zum interessanten Grabsteineffekt (engl. auch Tombstone Effect) oder Aufrichteffekt. Immer eilig, immer schnell: ja, so dreht sich's Karussell! Leider muß sich unser Weltkarussell immer schneller drehen. Leiterplatten  sind in der Zwischenzeit schon in beinahe allen elektrischen Geräten eingebaut. 

Leiten

Leiterplatten können aus verschiedenen Elementen aufgebaut sein, das Grundgerüst besteht aber aus Rohrleiterplatte, Leiterbahnen und Kontakten sowie Bauelementen. Als "Huckepack-Elemente" kommen u.a Widerstände, Kondensatoren und Mikrocontroller in Betracht. Es gibt Leiterplatten in sehr unterschiedlichen Größenordnungen. Bauteile von einem Quadratmillimeter sind heute keine Seltenheit, mehrlagige Leiterplatten können auch schon einmal 48 Schichten aufweisen. Auf jeden Fall hat sich in diesen mehr als 40 Jahren, in denen wir uns für Platinen interessieren, viel getan, die Bauteile sind kleiner und gleichzeitig komplexer geworden. Bei einer SMD-Bestückung gibt es kein Bohren, in der Folge kommt es also zu Gewichtseinsparungen. Beim THT-Verfahren hingegen werden die aufzubringenden Bauteile nicht aufgelötet, sondern durch Kontaktlöcher gesteckt, die Verbindung zur Leiterbahn (trotz des oft verwirrenden Anblicks nicht mit "Achterbahn" zu verwechseln) durch eine Lötung hergestellt. Hierbei sind also Drahtanschlüsse vonnöten.

Leiter

Bei der Produktion von Leiterplatten dreht sich also offenbar alles um den Platinenentwurf und die Bestückung. Es muß allerdings festgehalten werden, daß die Art und Weise des Lötens mindestens von ebenso großer Bedeutung für das Gelingen ist. Beim THT-Verfahren wird wellen- oder handgelötet, bei einer SMD-Bestückung behält das Reflow-Löten die Oberhand, wobei am Anfang die klebrige Lötpaste aufgetragen wird, wodurch die Bauteile dann in weiterer Folge nicht extra befestigt werden müssen. Bei dieser Technologie müssen die einzelnen Komponenten nicht einmal perfekt auf die Pads positioniert werden, es findet, durch die Oberflächenspannung erst ermöglicht, eine nachträgliche Nachjustierung statt. Außerdem werden durch das gleichmäßige Erhitzen Hitzespannungen eliminiert. Oft treten beim Nachschub von Ersatzteilen Lieferengpässe auf, es kommen dann Spezialisten zum Zuge, die sogenanntes "Platinen-Rework" beherrschen. Man kann hier von einem Platinenrecykling sprechen.

Besser als Platten

Wie man es auch drehen und wenden mag: Bei Massenfertigung und Präzisionsarbeit sollte so wenig wie möglich dem Zufall überlassen werden. Warum TS PCB eine gleichbleibend hohe Qualität gewährleisten kann, ist dann auch nicht mehr verwunderlich, sondern eine logische Folge von strategischen Entscheidungen, ist auch nicht zuletzt dem modernen Maschinenpark zu verdanken. Wer ohne Unterlaß in die Ausstattung von Werkstatt und Fabrik investiert, weitet damit seine Produktionskapazitäten aus und verfügt über ein raffinierteres technologisches Potential. Unsere Maschinen sind vor allen Dingen deutscher Herkunft. Mit 250.000 Umdrehungen pro Minute etwa hat unsere MODUL-Bohrmaschine die Möglichkeit, genaueste Bohrungen auszuführen und Kontakttiefbohren anzuwenden.