Einführung in die natürlichen Beschränkungen der Lötstellenperformance bei Hochleistungsanwendungen

Wie versprochen gibt es hier einige Auszüge aus einem Vortrag, den ich zusammen mit meinen Kollegen Tim Jensen und Sunny Neoh verfasst habe. Tim hat diesen Vortrag vor Kurzem bei der SMTA PanPac präsentiert. Er erläutert, wie InFORMS® zu Void-Reduzierungen, verbesserter Zuverlässigkeit und erhöhter Lotperformance bei Hochleistungsanwendungen beitragen können.

Die Anforderungen an Lötstellen in Hochleistungsanwendungen waren noch nie so hoch wie heute. Abgesehen davon, dass sie die mechanische und elektrische Verbindung zwischen Komponenten und Leiterplatten bereitstellen, tragen Lötstellen außerdem dazu bei, eine erhebliche Menge an Wärme abzuleiten. Das nachstehende Diagramm zeigt die Faktoren, die sich auf den Wärmefluss auswirken.

Einige Lote leisten als wärmeleitendes Material relativ gute Arbeit. SAC-Lot besitzt beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 35 W/mK. Im Vergleich dazu bieten Wärmeleitpasten lediglich 1-5 W/mK.  Lot ist daher wesentlich besser geeignet, die von einem Leistungsgerät erzeugte Wärme abzuleiten. Die Kontaktfläche ist ein weiterer Punkt, bei dem Lote gute Arbeit leisten. Bei der Bildung einer intermetallischen Verbindung an den Nahtstellen profitiert die Kontaktfläche im Vergleich zu Wärmeleitpasten enorm, wenn Lote verwendet werden.

Zu den Bereichen, welche die Wärmeleistung einer Lötstelle potenziell behindern können, gehört z. B. die Dicke der Bondverbindung. Da das Metall während des Lötverfahrens schmilzt, schwimmen die Komponenten aufgrund der Oberflächenspannung auf dem geschmolzenen Lot. Wenn eine Komponente auf geschmolzenem Metall schwimmt, besteht leider keine Garantie, dass diese Komponente nach der Verfestigung weiterhin parallel angeordnet ist. Diese mangelnde Parallelität kann zu überhitzten Stellen führen. Darüber hinaus resultiert diese mangelnde Kontrolle von Gerät zu Gerät in unterschiedlichen Wärmeleistungen.

Ein weiterer Bereich, der sich negativ auf die Wärmeleistung auswirkt, ist Voiding innerhalb der Lötstelle. Auch wenn Lote die Wärme sehr gut übertragen, wirken große Hohlräume isolierend und verlangsamen die Wärmeübertragung erheblich.

Schauen Sie unbedingt am 16. Februar wieder vorbei, um mehr über dieses Thema zu erfahren. Ich spreche dann über die technologischen Fortschritte von InFORMS®.

Bis zum nächsten Mal,

Adam