Durch die Oberflächenmontagetechnik wird die gesamte Baugruppe - aktive wie passive Bauelemente - im Reflowlötprozess der Löthitze ausgesetzt. Um Ausfällen während der Baugruppenfertigung oder im Markt vorzubeugen, empfiehlt das Stuttgarter Testlabor Microtec Lötprofilqualifikationen an Bauteilen, Leiterplatten und Baugruppen. Vor allem die Zulieferer für den Automobilmarkt sollten die erhöhten Anforderungen an Temperatur und Haltezeit. Ein Phänomen gilt es hier besonders zu berücksichtigen: Da Kunststoffgehäuse bis zu 0,5 Gewichtsprozente Feuchtigkeit aufnehmen können, kann es beim Löten zu Problemen kommen. Die Feuchtigkeit lagert sich vor allem an den Grenzflächen zwischen Umhüllmasse und den internen Strukturen an. Beim Lötprozess verdampft diese Feuchtigkeit schlagartig und verursacht Delaminationen oder Risse im Mikrobereich verursachen, meist unbemerkt. Ein derart beschädigtes Bauteil kann komplette Steuergeräte außer Gefecht setzen. In den abgehobenen Flächen besteht kein Kontakt mehr zwischen Umhüllmasse und Halbleiter, es entstehen Hohlräume, in denen sich Feuchtigkeit festsetzen und zusätzlich Korrosion auslösen kann. Gegenmaßnahmen finden sich in der J-STD-033B: Trocknen der Bauelemente im speziellen Ofen, Lagerung bei relativer Feuchte von <5 Prozent, Anlieferung im Moisture Barrier Bag oder im Dry-Pack sowie Verarbeitung innerhalb des Zeitraums, der auf dem Dry-Pack angegeben ist. Um den Zeitraum zur Weiterverarbeitung der Bauelemente festzulegen, muss der Anwender zuerst die Feuchtigkeits-Empfindlichkeit (Moisture Sensitivity) der einzelnen Bauteile ermitteln. Mithilfe eines Moisture-Sensitivity-Tests werden Bauteile den unterschiedlichen Feuchtigkeitsklassen zugewiesen. Dazu erfolgt eine Eingangsuntersuchung der Bauelemente mit Ultraschallmikroskopie, Trocknen der Bauelemente vor dem Test, Temperatur-/Feuchtigkeitslagerung entsprechend der Feuchtigkeitsklasse, Reflow-Lötsimulation sowie eine abschließende Untersuchung auf Delamination und Risse mit Ultraschall. Das so genannte Automotive-Qualifizierungslötprofil AQP stellt eine Verschärfung zum J-STD-020D-Qualifizierungslötprofil JQP dar. Für Bleifrei-Lötprozesse wird bei AQP die Spitzentemperatur, je nach Bauelementdicke oder -volumen, zwischen 245 und 260 Grad C bei einer Verweildauer von 30 bis 40 s angegeben. Ferner sind AQP-Toleranzen so definiert, dass beispielsweise für kleine Bauelemente die Spitzentemperatur von 260 Grad C auf jeden Fall erreicht werden muss. Diese Test-Profile stellen die absolute Temperaturobergrenze dar und sollten in keinem Fall durch ein Fertigungslötprofil an einer Stelle übertroffen werden. Hier ist der Standard IEC 61760-1 Ed. 2.0 (2006-04) zu befolgen. Musterberichte aus der Messpraxis (nach JEDEC-STD J-STD-020D oder für bleifreie Lötprozesse) werden von Microtec zur Verfügung gestellt.
Wenn es knallt, ist der Popcorn-Effekt schuld. Kfz-Bauteile müssen einer größeren Löthitze Stand halten
E&E Elektronik & Entwicklung ; 8 , 6 ; 31-33
2008
3 Seiten, 1 Bild, 2 Tabellen
Article (Journal)
German
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