AVOID THE VOID™ (LÖTEN OHNE LUNKER): Voidbildung auf großen Grundflächen in der Elektronikmontage: Umgebung

In einem früheren Beitrag sprach ich über die Voidbildung auf großen Grundflächen in der Elektronikmontage und verwies auf ein statistisches Tool namens Ishikawa -Diagramm. Dieses Tool hilft Ihnen, einen Prozess zu entwerfen, und bietet ein exzellentes visuelles Hilfsmittel, das dabei hilft, die möglichen Fehlerursachen und die Auswirkungen, die die Prozessvariablen haben können, aufzuzeigen.  Dieses besondere Ishikawa-Diagramm zeigt, dass das Schablonendesign eine große Auswirkung auf die Voidbildung haben kann.  Heute will ich in diesem Bereich ein bisschen weiter graben und darüber sprechen, wie wir die Lotvoidbildung auf großen Grundflächen in der Elektronikmontage mit Unterschieden in der Fertigungsumgebung verringern können.

Die Fertigungsumgebung wird oft als Ursache von Problemen und Mängeln in Montageprozessen der Elektronikfertigung übersehen.   Es kann ein leicht identifizierbarer Ausgangspunkt für die Bestimmung eines Problems mit der Lotpastenviskosität sein, aber für die Voidbildung unter den Bottom-Terminated-Components werden die Umgebungsbedingungen häufig ignoriert und vergessen. 

Dies ist besonders der Fall bei der kostengünstigeren Fertigung, bei der die Kosten für die Umsetzung von kontrollierten Klimaanlagen und Prozesskontrollen nicht monetär machbar sind. Die Temperatur und Veränderungen in der Luftfeuchtigkeit außerhalb des optimalen Bereichs können Montagematerialien wie Lotpasten, konforme Beschichtungen, Klebstoffe, Vergussmaterialien, Flussmittel und Unterfüllungen zerstören. In einem Szenario, in dem Sie versuchen, die Voidbildung unter einer Bottom-Terminated-Component (BTC) zu reduzieren, können die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit sicherlich eine Rolle spielen.   Zum Beispiel, wenn die Temperatur in der Fertigungsumgebung zu hoch ist, kann sich die Viskosität der Lotpaste verringern, wodurch ein Erweichen vor dem Reflow auftreten kann. Wir haben ein ähnliches Szenario vom Effekt des Schablonendesigns/Stärke gesehen - eine Erhöhung der Komponentendistanz neigt zur Verringerung der BTC-Voidbildung. Umgekehrt, wenn das Erweichen der Lotpaste und die Distanz zwischen der Platine und der Komponente verringert wird, erhöhen sich die Prozentsätze der Voidbildung unter der Komponente möglicherweise.

Höhere Temperaturen und längere Expositionszeiten können auch die Oxidation der Lotpaste beschleunigen. Höhere Oxidationsniveaus können die Prozentsätze der Voidbildung steigern. Schlechte Lagerung und Handhabung, überlange Nutzungsdauer der Schablone und/oder langanhaltende Lagerung bei Raumtemperatur können sich sowohl auf die Oxidation als auch auf die Viskositätseigenschaften der Lotpaste auswirken. 

Ich habe sogar beobachtet, dass verschiedene Standorte in der ganzen Welt einen Einfluss auf die BTC-Entleerung haben können.   Einige Lotpasten, besonders wasserlösliche Lotpasten, können unterschiedlich reagieren, abhängig von der Jahreszeit.   Die Wintermonate neigen dazu trockener und kühler als die Sommermonate hier im Nordosten der USA zu sein.  Dies kann an einem Ort wie Malaysia ganz anders sein, wo es das ganze Jahr hindurch heiß und schwül ist.   Wir haben Kunden mit identischen Prozesseinstellungen und Materialien - in Einrichtungen an verschiedenen Orten der Welt - die unterschiedliche Voidbildungsergebnisse in kontrollierten Experimenten erfahren haben. Wir hatten auch einen Kunden, der eine ähnliche Studie mit der Voidbildung in verschiedenen Höhen durchgeführt hat. Die Ergebnisse der Studie zeigten einen signifikanten Unterschied bei der Voidbildung von einer Höhe zur anderen unter extrem guter Kontrolle aller anderen Variablen.           

Denken Sie immer daran, dass die einfachsten Dinge (die wir oft für selbstverständlich halten) eine große Wirkung haben können. 

Das nächste Mal werde ich über den Bereich sprechen, der immer im Fokus steht, wenn Menschen Fragen zur Lotvoidbildung haben: LOTPASTE!