Ein Überblick über das Vakuum-Reflow-Löten

Brook Sandy-Smith, Technical Support Engineer für den Bereich Leiterplattenbestückungsmaterialien, und Phil Zarrow sprechen darüber, wie das Vakuum-Reflow-Löten zur Reduzierung der Voidbildung eingesetzt werden kann.

Phil Zarrow: Brook, in der Branche wird viel über die Reduzierung der Voidbildung diskutiert. Dabei stehen häufig Lötstellen und natürlich BTCs im Mittelpunkt. Es gibt jedoch viele weitere Anwendungen, die geradezu nach einer Voidbildung nahe Null schreien, um es einmal so auszudrücken. Ich denke da zuerst an LEDs. Erzählen Sie uns mehr über die Ansätze, um eine Voidbildung nahe Null zu erreichen.

Brook Sandy-Smith: Lotpaste unterliegt Einschränkungen.

Phil Zarrow: Genau.

Brook Sandy-Smith: Im besten Fall kann man auf eine Voidbildung unter 10 % hoffen, jedoch mit einigen Variationen. Ich habe sogar Ergebnisse mit weniger als 5 % gesehen. Es ist jedoch schwer, diesen Prozentsatz konstant zu halten.

Phil Zarrow: Genau.

Brook Sandy-Smith: Bei LEDs kann man eventuell ein flussmittelbeschichtetes Formteil verwenden, das ein gleichmäßiges Lötstellenvolumen bereitstellt, wobei die Flussmittelbeschichtung keine flüchtigen Verbindungen enthält, sodass die gesuchte sehr geringe Voidbildung unter 2 % erzielt werden kann.

Brook Sandy-Smith: Normalerweise greifen die Leute jedoch auf einen Prozess wie das Vakuum-Reflow-Löten zurück, um konstante Ergebnisse unter 2 % zu erhalten. Dieser Prozess funktioniert wie ein Reflow-Ofen, umfasst jedoch eine Batch-Phase am Ende, in der ein Vakuum aufgebracht wird, damit die Voids und Blasen der flüchtigen Verbindungen entweichen können.

Phil Zarrow: Unabhängig davon, ob wir von einem Reflow-Ofen oder einer Vakuum-Gasphase sprechen, muss dieser Prozess mit einigen Vorbehalten betrachtet werden. Der Durchsatz fällt einem beispielsweise ein.

Brook Sandy-Smith: Natürlich.

Phil Zarrow: Es gibt einige interessante Ansätze der Ofenhersteller, um dieses Problem zu überwinden. Welche Lösungsmöglichkeiten haben Sie gesehen?

Brook Sandy-Smith: Einige weisen zwei Vakuumphasen auf, sodass sie parallel betrieben werden können.

Phil Zarrow: Genau.

Brook Sandy-Smith: Und sie gewährleisten auch einen recht guten Durchsatz bei Erreichung eines sehr niedrigen Voiding-Ergebnisses.

Phil Zarrow: OK. Der andere Gesichtspunkt ist natürlich der eigentliche Reflow-Prozess. Was geschieht da?

Brook Sandy-Smith: Nun, es kommt zu Lotspritzern, wenn das Vakuum entweder zum falschen Zeitpunkt oder zu schnell angewendet wird, wobei man das Lotmaterial genau wie Lotpaste vorwärmen sollte, damit es das Flussmittel aktiviert und eine gute Lötung unterstützt.

Brook Sandy-Smith: Wenn das Lot dann den Schmelzpunkt erreicht, muss man es benetzen und dann das Vakuum aufbringen. Das Vakuum zieht die Voids heraus, während alles geschmolzen ist. Dann entlüftet man das Vakuum und erhält eine Lötstelle ohne Voidbildung. Anschließend kommt dann das Kühlverfahren.

Phil Zarrow: Dies ist insoweit fantastisch, als das eine Voidbildung von praktisch Null erreicht wird. Aber das ist doch sicherlich keine schlüsselfertige Lösung. Es gibt eine Prozessentwicklung, oder?

Brook Sandy-Smith: Allerdings.

Phil Zarrow: Den Durchsatz und die Lotspritzer und andere ähnliche Probleme zu lösen ist natürlich wichtig. Außerdem sind diese Anlagen in der Regel recht teuer.

Brook Sandy-Smith: Allerdings.

Phil Zarrow: Ja.

Brook Sandy-Smith: Sie sind teuer. Die Zykluszeit ist eine echte Herausforderung, glaube ich. Aber wie gesagt, die Maschinen wurden geändert, um die Zykluszeit in einem angemessenen Rahmen zu halten.

Phil Zarrow: Und die alte Regel, dass alles möglich ist, was anwendungsbezogen ist. Sehr gut.

Phil Zarrow: Brook, wo gibt es weitere Informationen hierüber?

Brook Sandy-Smith: Nun, beispielsweise in einigen Anwendungshinweisen auf unserer Website oder wie immer direkt von mir unter bsandy@indium.com.

Phil Zarrow: Vielen Dank Brook.