Nachweis der Performance der Wellenlötflussmittel des Projekts 99: SIR-Prüfung

SIR-Prüfungen (Surface Insulation Resistance bzw. Oberflächenwiderstand) messen die Auswirkungen nach dem Löten hinsichtlich der elektrischen Integrität der Leiterplatten. Flussmittel sollen das Löten erleichtern, ohne die Schaltung zu beeinträchtigen, und keinen elektrisch leitfähigen Pfad zwischen den Komponenten oder der Schaltung ermöglichen. No-clean-Flussmittel auf Kolophoniumbasis sollten im Allgemeinen die Isolierung zwischen den Schaltkreiselementen weder vermindern noch erhöhen. Flussmittel ohne Kolophonium können die Isolierung zwischen den Schaltkreiselementen eventuell vermindern, jedoch nicht bis zum Punkt eines Kurzschlusses. Abhängig vom Zeitpunkt der Markteinführung eines Wellenlötflussmittels wurde dieses möglicherweise bei unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen geprüft. Die Prüfbedingungen der Norm J-STD-004B werden als die strengsten angesehen (niedrige Spannung, mittlere Temperatur und sehr hohe Luftfeuchtigkeit), da diese Bedingungen anscheinend ideal für die Dendriten-Bildung (leitfähige Kristalle) zwischen Leiterbahnen sind. Frühere Versionen der Norm J-STD prüften Schaltungen bei höheren Spannungen, höheren Temperaturen und einer leicht geringeren Feuchtigkeit. Trotz ihrer Strenge stellen die abnehmenden Isolationswerte jedoch keinesfalls optimale Bedingungen für die Dendriten-Bildung dar.

Ungeachtet der verwendeten Prüfung entspricht der zur Bewahrung der Integrität elektrischer Schaltungen angenommene Mindest-SIR-Wert 100 Mega-Ohm (dargestellt durch die rote Kurve in den Grafiken).

Sie werden bemerken, dass es bezüglich der gemessenen SIR-Leistung jeweils zwei Messwertsätze und zwei unterschiedliche Kurven gibt, während bei einer Lotpaste oder bei Fülldraht nur eine Kurve zu sehen wäre. Um die Bedingungen beim Wellenlöten von Leiterplatten zu simulieren, bei dem Wellenflussmittel auf die Unterseite der Leiterplatte gesprüht wird, das dann durch die Durchgangslöcher und Durchkontaktierungen zur Oberseite der Leiterplatte wandern kann, wurden die Flussmittel sowohl mit dem Muster nach oben als auch mit dem Muster nach unten geprüft. Bei dem Muster nach unten wird das Flussmittel auf der Unterseite der Leiterplatte gemessen, das die Lötwelle passiert. Bei dem Muster nach oben wird das Flussmittel auf der Oberseite der Leiterplatte gemessen. Diese Flussmittel wurden aktiviert, jedoch nicht der Wärme oder Wirkung der Lötwelle unterzogen.

Bei der Analyse der SIR-Ergebnisse sollte man sich zwei Fragen stellen:

1. Hat das Flussmittel die Prüfung bestanden? Anders ausgedrückt: Waren die Messwerte höher als 100 Mega-Ohm?
2. Welches Flussmittel ist besser geeignet, die elektrische Integrität der Leiterplatte zu bewahren? Je höher der Messwert, desto mehr überschreitet das Flussmittel die Grenze von 100 Mega-Ohm und gewährleistet eine bessere elektrische Performance (weniger Störungen und ein geringeres Kurzschlussrisiko).