Umstieg vom wasserlöslichen Lötpastenflussmittel auf das No-Clean-Lötpastenflussmittel
Donnerstag, 18. November, 2010 von Ed Briggs
Ich habe gerade einen Kunden besucht, der von der wasserlöslichen Lötpaste auf die No-Clean-Lötpaste umstieg. Wie dieser Kunde herausfand, ist dies nicht wirklich eine todsichere Sache.
Während meines Besuchs wurden neben einzelnen Komponenten (Kondensator/Widerstände) Lötkugeln und Lötperlen im No-Clean-Flussmittelrückstand gefunden. Diese könnten unter Umständen ein Zuverlässigkeitsrisiko sein...Kurzschlüsse.
Während meines Besuchs wurden neben einzelnen Komponenten (Kondensator/Widerstände) Lötkugeln und Lötperlen im No-Clean-Flussmittelrückstand gefunden. Diese könnten unter Umständen ein Zuverlässigkeitsrisiko sein...Kurzschlüsse.
Beim wasserlöslichen Verfahren können Lötdefekte wie Lötkugeln und -perlen im Reinigungsverfahren abgewaschen werden…kein Problem. Wenn man jedoch eine No-Clean-Lötpaste einsetzt, muss man häufig das Verfahren ein wenig "bereinigen". Hier sind ein paar Möglichkeiten dies zu tun:
SCHABLONENENTWURF:
Mein erster Schritt war die Untersuchung des Schablonenentwurfs auf diese einzelnen Komponenten. - Warum? Da wasserlösliche Reflow-Rückstände (unter anderem Lötkugeln & -perlen) abgewaschen werden, werden viele Kunden sich dafür entscheiden so viel Lot (1:1 Verhältnis) wie möglich auf die Pads zu geben - um ein gute Lötverbindung zu erhalten. Dies trifft vor allem auf militärische oder medizinische Anwendungen zu, bei denen eine robuste Lötnaht unerlässlich ist. Da No-Clean-Rückstände aber typischerweise nicht gereinigt werden, bleiben die Lötkugeln und Lötperlen im Flussmittelrückstand und können Kurzschlüsse verursachen.
SCHABLONENENTWURF:
Mein erster Schritt war die Untersuchung des Schablonenentwurfs auf diese einzelnen Komponenten. - Warum? Da wasserlösliche Reflow-Rückstände (unter anderem Lötkugeln & -perlen) abgewaschen werden, werden viele Kunden sich dafür entscheiden so viel Lot (1:1 Verhältnis) wie möglich auf die Pads zu geben - um ein gute Lötverbindung zu erhalten. Dies trifft vor allem auf militärische oder medizinische Anwendungen zu, bei denen eine robuste Lötnaht unerlässlich ist. Da No-Clean-Rückstände aber typischerweise nicht gereinigt werden, bleiben die Lötkugeln und Lötperlen im Flussmittelrückstand und können Kurzschlüsse verursachen.
Wenn in einem 1:1 Verhältnis gedruckt wird, vor allem wenn die Schablone dicker als üblich ist, wird die Lötpaste beim Platzieren der Komponente oft unter die Komponente und auf die Lötmaske gedrückt. Beim Reflow kann es sein, dass die Lötpaste unter der Komponente nicht in die Lötverbindung zurückfließt. Dies ist eine Möglichkeit, wie Lötkugeln/Lötperlen entstehen.
Niemand will hören, dass er neue Schablonen mit kleineren Aussparungen kaufen muss, aber ich habe in diesem Fall dazu geraten eine Verkleinerung der Aussparung in Betracht zu ziehen (im Allgemeinen auf 0402 Komponenten). Meist ist eine 10-15 prozentige Reduzierung im Home-Plate oder ähnlichem Design üblich. Viele Schablonenhersteller sind sich dieses Problems vollkommen bewusst und können im Bezug auf das Design der Aussparung Vorschläge machen.
REFLOWPROFIL:
Gleichzeitig muss das Reflowprofil häufig angepasst werden. In der Vorheizzone des typischen Reflowprofils, werden in den ersten Ofenzonen die flüchtigen Bestandteile des Flussmittels abgezogen, wodurch die Paste weniger "mobil" wird. Eine gleichmäßige Anstiegsrate ist von enormer Wichtigkeit, zu schnell - und kleine Explosionen können bewirken, dass Paste in andere Bereiche spritzt; zu langsam - und zwei unerwünschte Dinge passieren: das Flussmittel wird sich übermäßig ausbreiten und die Flussmittelaktivität kann sich erschöpfen.
Gute Anfangspunkte:
Gleichzeitig muss das Reflowprofil häufig angepasst werden. In der Vorheizzone des typischen Reflowprofils, werden in den ersten Ofenzonen die flüchtigen Bestandteile des Flussmittels abgezogen, wodurch die Paste weniger "mobil" wird. Eine gleichmäßige Anstiegsrate ist von enormer Wichtigkeit, zu schnell - und kleine Explosionen können bewirken, dass Paste in andere Bereiche spritzt; zu langsam - und zwei unerwünschte Dinge passieren: das Flussmittel wird sich übermäßig ausbreiten und die Flussmittelaktivität kann sich erschöpfen.
Gute Anfangspunkte:
· Anstiegsrate (WICHTIG: keine max. Steigung, siehe "Best Practices Reflow Profiling for Lead-Free SMT Assembly"(Beste Praktiken für das Reflowprofil bleifreier SMT-Baugruppen)): 1°C/s
· Anfangseinstellung für die erste Zone: *100 -110°C
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