Die Bildung des Kondensats im Lötprozess ist ein komplexer Prozess. Ausgasung, chemische Reaktionen und Kondensation der flüchtigen niedermolekularen Bestandteile spielen dabei eine tragende, aber nicht ausschließliche Rolle. Auch die Produktionsumgebung, Temperaturfenster für Kondensatbildung, Präsenz geeigneter Reaktionspartner sind nur einige der zahlreichen weiteren Faktoren, die zur Kondensatbildung beitragen. Effekte wie beispielsweise eine konsequente Nichtbeachtung der Gesetze der Thermodynamik bei der Geometrie der Absaugleitungen in einer Lötmaschine oder eine Verwendung von Materialien mit einem Katalysator-Effekt spielen dabei ebenfalls eine wichtige Rolle. Ziel dieses Beitrags ist es deshalb das grundlegende Verständnis für die Bildungsmechanismen des Kondensats im Lötprozess zu vermitteln und so sinnvoll zu seiner Minimierung beitragen zu können.
Luftfeuchtigkeit ist mehr als nur feuchte Luft. Wassermoleküle interagieren im Herstellungsprozess von Epoxidharzmatrix und Lötstopplack mit reaktiven Komponenten und hemmen so die Reaktionsfreudigkeit. Das Ergebnis ist eine nicht vollständig vernetzte Epoxidharzmatrix oder ein Lötstopplack, der sich nicht effektiv belichten lässt. Der Einfluss der Luftfeuchtigkeit macht sich oft nicht bemerkbar – zumindest nicht bis zum Ausfall der Baugruppe. Dieser Ausfall kann auf unterschiedliche Arten wie z.B. sich durch eine Elektromigration äußern.
Pressebericht Fränkische Nachrichten: Von wegen Krise: Zeit zum Gründen
Bild und Text: Gerd Weimer
Es lassen sich zahlreiche Informationen zu Abweichungen im Herstellungsprozess, verwendeten Materialien wie z. B. der Lotpaste und sogar Präventivmethoden zur Verminderung der Vernetzungsreaktionen aus dem Kondensat Rückstand entnehmen. Manche Spuren sind offensichtlich und leicht zu identifizieren, manche erfordern eine richtige Detektivarbeit. Und keine noch so prall mit Molekularen Spektren gefüllte Datenbank dieser Welt ersetzt das menschliche Auge, Sacherstand und eine fundierte Recherchearbeit.
Thermische Schädigung hat nicht immer eine zu hohe Temperatur als Ursache. Warum das so ist sehen wir, wenn wir uns mal genauer den Prozess der Wärmeübertragung anschauen. Soll etwas erwärmt werden spielen einige Faktoren eine wichtige Rolle. Erstens die Temperatur, diese soll auf das Objekt übertragen werden. Zweitens die Wärmeübertragung. Die Wärmeübertragung im Backofen ist mit Umluft besser als ohne und im Topf mit kochendem Wasser noch besser. Drittens ist die Dauer der Temperatureinwirkung. Je länger die Temperatur wirken kann umso homogener ist die Verteilung. Soweit, so gut. Kommen wir nun zu einer thermisch geschädigten Leiterplatte. Wenn die Temperatur passt, die Wärmeübertragung gewährleistet ist und die Dauer der Einwirkung passt, wie kommt es dann zu einer thermischen Schädigung?
Was auf einem Kuchen unverzichtbar ist, kann im Lötprozess getrost fern bleiben. Doch was sind die Ursachen für derartige kristalline Kondensatrückstände? Sind sie die Folge eines unglücklich verlaufenden Lötprozesses? Liegen ihnen gar gravierende Qualitätsabweichungen im Produktionsprozess zugrunde? Oder liegt ihre Entstehung in einem schwachen Kondensat-Management? Wer oder was ist nun dafür verantwortlich wenn „Streusel“ in der Lötanlage auftauchen?
Schenken Sie Ihrem Lötprozess eine präzise Temperaturerfassung zu Weihnachten. Rawinski GmbH hat hierfür die passenden K-Typ Sensoren, K-Typ Mantel-Thermoelemente und K-Typ Thermo-Leitungen mit Hochtemperatur-Miniatur-Stecker/Buchse mit flachen Kontakten. Profitieren Sie von 10% Rabatt auf unsere K-Typ Thermo-Sensoren, K-Typ Mantel-Thermoelemente und K-Typ Thermo-Leitungen auf alle Bestellungen bis zum 31. Dezember 2021.
Die FT-IR Analysen eröffnen tiefe Einblicke in die molekulare Struktur eines Materials. Dabei ist die spezifische molekulare Signatur so individuell wie ein Fingerabdruck. Kein Spektrum gleicht dem anderen. In der Leiterplattenfertigung ermöglichen FT-IR Analysen die Vernetzung eines Leiterplattensubstrats zu messen und vermeiden so z.B. den Leiterplattenverzug oder Ausgasung der Leiterplattenbestandteile während des Lötprozesses. Beides kann auftreten, wenn die Leiterplatten im Produktionsprozess nicht vollständig bzw. nicht gleichmäßig vernetzt sind.
Rawinski GmbH freut sich bekannt zu geben, dass Viktoria Rawinski, Gründerin und Geschäftsführerin, auf der SMTA International, die vom 1. bis 4. November 2021 in Minneapolis, USA, stattfindet, einen Vortrag mit dem Titel „Nähere Betrachtung der Kondensat Rückstände – Analyse der verantwortlichen Reaktionspartner sowie Ursachen für Polymerisation und Wachstum kristalliner Strukturen“ halten wird.
Kondensat ist mehr als nur ein kondensierter Rückstand aus dem Flussmittel an den Wänden der Lötanlagen. Bei der Kondensatbildung müssen flüchtige Bestandteile des Leiterplattensubstrats, der Lötstoppmaske und des Flussmittels der Lotpaste in Betracht gezogen werden. Sie alle können im Lötprozess miteinander reagieren und so das Kondensat-Wachstum, Kondensat-Menge und seine Zusammensetzung beeinflussen.
Auf die Materialanalysen auf molekularer Ebene im Bereich der FT-IR Spektroskopie folgt nun die optische Ergänzung im Bereich der Mikroskopie. Mikroskopische Aufnahmen sind eine ideale Ergänzung zur FT-IR Spektroskopie, die präzise den molekularen Fingerabdruck eines Materials erfasst. Gemeinsam mit den infrarotspektroskopischen Materialanalysen ermöglichen wir unseren Kunden damit umfassende Werkstoff- und Materialuntersuchungen – nicht nur auf einer molekularen Ebene, sondern auch im optischen Bereich. Damit eröffnen sich tiefe Einblicke in die faszinierenden Mikrowelten. Optische Details, die dem Auge verborgen waren, werden sichtbar und legen Informationen offen über Oberflächenstruktur, Mikrorisse, beginnenden Kristallwachstum und vieles mehr. Nicht nur bei der Charakterisierung von Oberflächen – Mikroskopie leistet auch einen essentiellen Beitrag bei den Prozess- und Produktentwicklungen. Eine FHD-Mikroskop Kamera erfasst kontrast- und detailreich die mikroskopischen Aufnahmen für eine lückenlose Dokumentation. Im Bereich der Durchlichtmikroskopie sind dabei Aufnahmen bei einer 1000-fachen Vergrößerung möglich.
Unser Kalibrator ist frisch von seiner jährlichen DAkkS -Kalibrierung zurück. Damit kann für ein weiteres Jahr sowohl Präzision als auch Rückführbarkeit der Messergebnisse bei der Kalibrierung Ihrer Temperaturprofiler gewährleistet werden. Habens Sie es schon gewusst? Wir kalibrieren Ihren Temperaturprofiler innerhalb von 24 h nach dem Eingang in unserem Hause. Eine 7 Punkt-Kalibrierung gewährleistet eine hohe Präzision entlang des Temperaturintervals. Kalibriertemperaturen können jederzeit kundenspezifisch angepasst werden.
Wir freuen uns den Einstieg von Klaus Rosenberger als geschäftsführenden Gesellschafter bekannt zu geben. Mit Herrn Rosenberger hat die Rawinski GmbH einen erfahrenen Spezialisten mit einer über 30-jährigen Erfahrung auf den Gebieten der Soft- und Hardwareentwicklung gewinnen können. Klaus Rosenberger verantwortet in dieser Position den Geschäftsbereich Software und gestaltet aktiv die strategische und operative Unternehmensentwicklung der Rawinski GmbH. Wir wünschen Herrn Rosenberger einen guten Start und viel Erfolg bei seinen neuen Aufgaben!
Pressebericht Main-Echo: IR-spektroskopische Materialanalysen
Bild und Text: Peter Riffenach
