Durchsteckmontage

Durchsteck-PCB-Montage: Der bleibende Wert eines traditionellen Handwerks

Die Durchsteck-PCB-Montage ist eine klassische Methode zum Anbringen von elektronischen Bauteilen. Das Verfahren ist einfach: Die Anschlussdrähte der Bauteile werden durch vorab gebohrte Löcher auf der PCB-Platine gesteckt und anschließend von beiden Seiten verlötet, um einen leitenden Pfad herzustellen. Das manuelle Löten eignet sich für kleine Stückzahlen oder feine Arbeiten, während das Wellenlöten in der Massenproduktion häufiger angewandt wird. Beide Methoden gewährleisten eine sichere Verbindung zwischen den Bauteilen und der PCB-Platine.

In den Anfängen verließen sich elektronische Geräte hauptsächlich auf ein- und doppelseitige Leiterplatten, und die Durchsteckmontage war die etablierte Technologie. Später setzte sich mit der Verbreitung von Mehrschichtplatinen die Oberflächenmontagetechnik (SMT) aufgrund ihrer hohen Packungsdichte und Miniaturisierung immer mehr durch. Schließlich beanspruchen Durchsteckbauteile und gebohrte Löcher mehr Platz, wodurch sie es erschweren, den Designanforderungen filigraner Geräte gerecht zu werden. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Durchsteckmontage verschwinden wird: Obwohl manche bereits in den 1980er Jahren ihr Ende vorausgesagt hatten, spielt sie auch heute noch in vielen Anwendungen eine Rolle, oftmals sogar in Kombination mit SMT. Große Industrieanlagen und leistungsstarke Geräte sind besonders darauf angewiesen. Erstens ist es einfacher, beschädigte Bauteile zu demontieren und zu reparieren, als dies bei SMT der Fall ist. Zweitens kann die Bauweise extremen Umgebungen wie hohen Temperaturen und Vibrationen standhalten.

Analyse der Vor- und Nachteile der Durchsteckmontage bei Leiterplatten

Unersetzliche Vorteile

1. Geeignet für Hochleistungs- und Großkomponenten: In Industrieanlagen verwendete Hochleistungs-Widerstände und große Steckverbinder sind sowohl voluminös als auch stromführend. Die Durchsteckmontage hält diese Komponenten sicher, um den Anforderungen von Hochleistungsszenarien gerecht zu werden.
2. Stabile Verbindungen und Umweltbeständigkeit: Bauteilpins durchdringen die Leiterplatte und werden auf beiden Seiten verlötet, wodurch eine verbindungstechnisch hochbelastbare Verbindung entsteht, die Umweltbelastungen wie Vibrationen und Temperaturschwankungen standhält und somit einen zuverlässigen Einsatz in komplexen Umgebungen wie Automobil- und Industrieanwendungen gewährleistet.
3. Hervorragende Wärmeableitungs-Effizienz: Große Bauteile in Kombination mit Durchsteckmontage ermöglichen eine schnelle Wärmeübertragung auf die Leiterplatte über die Pins und Lötstellen, wodurch sie für Anwendungen mit hoher Wärmeabfuhr geeignet sind, wie z. B. in der Leistungselektronik.
4. Leichte Wartung: Defekte Bauteile können einfach entfernt und ausgetauscht werden, indem die Lötstellen mit einem Lötkolben aufgelötet werden, ohne dass komplexe Geräte erforderlich sind. Dies ist besonders geeignet für Geräte, die eine häufige Wartung erfordern.

Unvermeidliche Einschränkungen

1. Eingeschränkte Schaltungsdichte: Durch die Durchkontaktierungen und die Bauteile selbst wird viel Platz beansprucht, was die Anzahl der auf einer Leiterplatte montierbaren Bauteile begrenzt. Dadurch eignet sich diese Bauweise nicht für Hochdichtedesigns wie Mobiltelefone und Chipsätze.
2. Nachteile bei der Miniaturisierung: Durchsteckbauteile sind größer als SMT-Bauteile, und die Notwendigkeit des Bohrens erhöht das Gewicht und die Dicke der Leiterplatte, wodurch die Anforderungen an Leichtbauweise in tragbaren Geräten nicht erfüllt werden können.
3. Nachteile bei Produktionsgeschwindigkeit und Kosten: Viele Durchsteckbauteile erfordern manuelles Einsetzen, was die Serienfertigung verlangsamt. Im Vergleich zum automatisierten Prozess von SMT sind Durchsteckbauteile zeitaufwendiger und kostenintensiver.

Standard-Prozess für die Bestückung von Durchsteck-Platinen

Der gesamte Prozess besteht aus drei Schritten, die eng miteinander verknüpft sind, um die Qualität sicherzustellen:

Der erste Schritt ist die Bauteilbestückung: Ein Arbeiter oder halbautomatische Geräte setzen Bauteile mit Anschlüssen, wie Widerstände und Dioden, gemäß den Designvorgaben in vorbohrte Löcher der Leiterplatte ein und stellen sicher, dass die Anschlüsse auf der Rückseite der Platine in der richtigen Länge herausragen, um das Löten vorzubereiten.

Der zweite Schritt ist das Löten und Fixieren: Nachdem die Bauteile eingesetzt wurden, verbindet Lot (eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt) die Anschlüsse mit den Lötflächen der Leiterplatte und schafft dadurch einen leitenden Pfad. Beim Massenproduktionsverfahren kommt häufig das Wellenlötverfahren zum Einsatz – die Leiterplatte wird auf einem Förderband durch eine Welle aus geschmolzenem Lot geführt, wodurch das Löten auf der Rückseite in einem Arbeitsgang erfolgt. Bei Bauteilen, die empfindlich gegenüber hohen Temperaturen sind, wird das selektive Löten angewandt, um gezielt heißes Lot an den gewünschten Lötstellen aufzubringen und andere Bauteile nicht zu beeinflussen.

Der dritte Schritt ist die Reinigung: Nach dem Löten müssen Rückstände des Flussmittels mit einem Lösungsmittel und einer Bürste entfernt werden, um eine Korrosion der Leiterplatine oder elektrische Störungen zu verhindern und so die Langzeitstabilität zu gewährleisten.

LHDs Leiterplattenbestückung mit Durchstecktechnik (Through-Hole)

1. Wir bieten einen Full-Service von der Beschaffung der Bauteile bis hin zum Testen des fertigen Produkts, einschließlich Prozesse wie manuelles Löten auf einer oder beiden Seiten sowie Welliges Löten. Ob Standardbauteile wie Widerstände und Steckverbinder oder Durchsteckbauteile mit speziellen Spezifikationen – wir gewährleisten eine präzise Bestückung.
2. Zur Qualitätskontrolle setzen wir automatische optische Inspektion (AOI) zur Prüfung des Lötstellenbildes, In-Circuit-Test (ICT) zur Überprüfung der elektrischen Durchgängigkeit sowie abschließend Funktionstests ein, um sicherzustellen, dass die Produktleistung den geforderten Standards entspricht. Zudem unterstützen wir eine kombinierte Bestückung mit Durchstecktechnik und SMT, um flexibel unterschiedlichen Anforderungen von Kleinserien bis hin zur Großserienfertigung gerecht zu werden.
3. Mit fortschrittlicher Ausrüstung, einem erfahrenen Technikerteam und einem strengen Qualitätsmanagementsystem bieten wir stabile Dienstleistungen für verschiedene Branchen, darunter Automobil, Industrie und Medizin. Egal, ob Sie eine Kleinserien-Prototypenprüfung benötigen oder einen langfristigen Serienproduktionslieferanten suchen – hier finden Sie verlässliche Unterstützung.

Falls Sie unsicher sind bezüglich der Montagemethode für Ihr Projekt, kontaktieren Sie bitte LHD. Wir werden Ihnen professionelle Ratschläge basierend auf den Eigenschaften Ihres Produkts geben und sicherstellen, dass jede Leiterplatte durch den passenden Prozess optimal funktioniert.