Lötbarkeit nach Echtzeitlagerung

2x Reflow- und 1x Wellenlöten von 1/2 Jahr gelagerten Leiterplatten mit einer 0,8 µm smarttin®-Schicht, geht das überhaupt?

APL garantiert in den "Allgemeinen_Anforderungen_smarttin®" einen 3. Lötprozess für Schichtstärken von 0,8 µm (cpk >1,333) nach einer Lagerzeit von maximal 6 Monaten (entsprechend der ZVEI-Empfehlung vom 28.02.2008).

Diese Performance wurde 2009 in einer  Untersuchung durch das Fraunhoferinstitut für Siliziumtechnologie ISIT in Itzehoe untersucht. Die Ergebnisse waren nicht nur positiv, sie haben sogar alle Erwartungen weit übertroffen. Der dazugehörige Bericht 394956 ist auf der Homepage im Download-Bereich einsehbar.

 Seither sind mehr als 5 Jahre vergangen und wir haben uns gefragt:

"Gilt dies auch heute noch?"

Unsere Kunden bestellen nach wie vor 0,8 µm smarttin®-Schichten und verarbeiten diese mit bis zu 3 Lötprozessen. Die Praxis zeigt, dass dem noch so ist. Dennoch war die lange Zeit seit der letzten Untersuchung für uns Beweggrund genug, eine erneute Untersuchung zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit unserer smarttin®-Schicht durchführen zu lassen.

Wie schon 2009 erfolgte diese Untersuchung durch das Fraunhoferinstitut für Siliziumtechnologie ISIT.  Ziel der Untersuchung war, die Wellenlötbarkeit von 0,8 µm smarttin®-Schichten  (cpk >1,333) nach unterschiedlich langen Echtzeitlagerungen und thermischen Vorbelastungszuständen nachzuweisen. Die ausschlaggebende Wellenlötung erfolgte bleifrei unter Stickstoffatmosphäre und unter Verwendung eines No-Clean-Flussmittels.

Die verwendeten Probanden waren ausnahmslos Rückstellproben (APL-Prozesstestboards), wie sie täglich zur Prozesskontrolle des smarttin®-Prozesses gefertigt werden.  Diese APL-Prozesstestboards wurden unter normalen atmosphärischen Bedingungen und ohne spezielle Verpackung im Messlabor von APL gelagert. Die Zeiträume der Echtzeitlagerung betrugen 1/2 bzw. 1 Jahr. Zum Vergleich wurden ungelagerte Probanden des selben Leiterplattentyps mit untersucht. Als thermische Vorbelastung für diese Probanden dienten 1 bzw. 2 Reflow-Zyklen, mit einem gängigen Profil (Peak 245° C, 480 Sekunden Gesamtprofillänge). Zum Vergleich erfolgte eine Wellenlötung von Probanden ohne vorherige Reflowbelastung. Ergänzend zu den Lötuntersuchungen durch das ISIT wurden die Schichtveränderungen in der smarttin®-Schicht durch das Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie FEM in Schwäbisch Gmünd untersucht. Dabei galt es das Wachstum der Intermetallischen Phase, hervorgerufen durch die verschiedenen Echtzeitlagerungszeiten und die unterschiedlichen thermischen Vorbelastungs­zuständen, zu ermitteln. Die daraus ermittelten Werte für die Rest-Reinzinnschicht konnte so in Relation zu den Lötergebnissen gesetzt werden.

"Und sie löten doch!"

Autor: Dirk Kaschel

Lesen Sie mehr: Den gesamten Bericht der erneuten Untersuchung finden Sie HIER

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