Porenarme Lotverbindungen zur Zuverlassigkeitssteigerung und optimierten Entwarmung von Flachbaugruppen

摘要

Innerhalb der elektronischen Flachbaugruppenfertigung zeigt sich neben dem kontinuierlichen Trend zur Miniaturisierung der Bauformen sowie der sukzessiven Implementierung bleifreier Lote (Lotprozesse) parallel eine hohe Anforderungserwartung hinsichtlich Zuverlassigkeitsaspekten auf Baugruppenebene. Die besonders neuralgischen Zonen hinsichtlich Zuverlassigkeitsanforderungen sind dabei weitgehend die Lotverbindungen, deren Dimensionierung ebenso einer fortwahrenden Miniaturisierung folgt. Etablierte Standards und Normen setzen dabei den Fokus zur Akzeptanz von Lotverbindungen (ungeachtet Dimension oder Geometrie der Lotstelle) auf die zerstorungsfreien Prufmethoden mit klarer Praferenz der visuellen Prufung. Selbst in Anlehnung an die Abnahmekriterien hochster Produktklasse (Klasse 3 bzw. Klasse C) bleiben dabei begrundete Zweifel an der Zuverlassigkeit des Gesamtsystems, wohingegen die Zulassigkeit der Aufbau- und Verbindungstechnik erfullt ist. Bezogen auf die im Avionikbereich geforderten hochzuverlassigen Systeme gewinnen additive Spezifikationen zur Wahrung der Systemzuverlassigkeit und somit bei der Abnahme von elektronischen Flachbaugruppen zunehmend an Bedeutung. Ein wesentlicher Bestandteil einer erweiterten Lotstellenbewertung ist dabei das Poren-oder Voidkriterium, welches typischer Weise via X-ray bestimmt wird. Neben der naheliegenden Kritikalitat von porenbehafteten Lotstellen unter mechanischen Wechselwirkungen verdienen vor allem auch Phanomene von Entwarmungsstorungen durch Poren(-reichtum) grossflachiger Lotstellen einer gesonderten Betrachtung. In Anlehnung an etablierte Standards sind dabei leider nur wenige SMD-Bauformen in Bezug auf Porengrenzwerte ausreichend beschrieben. Dieser Beitrag zeigt die Gefahren einer thematisch oft isolierte Betrachtung von purer Grenzwertkonformitaten bezuglich Poren, die Chancen deren Mitigation oder gar Vermeidung, sowie Ansatze zur Entwarmungsthematik durch porenbeeintrachtigte Lotstellen.