In diesem Ratgeber finden Sie alle Informationen, die Sie zum Thema bleifrei suchen Leiterplattenmontage.
Ob Sie sich über Funktionen, Spezifikationen, Qualitätskonformität oder andere Informationen informieren möchten – hier finden Sie alles, was Sie brauchen.
Lesen Sie also weiter, um mehr zu erfahren.
- Was sind die Vorteile einer bleifreien Leiterplattenbestückung?
- Welche Schritte sind bei der bleifreien Leiterplattenmontage erforderlich?
- Wie lässt sich die bleifreie Leiterplattenbestückung mit der bleihaltigen Leiterplattenbestückung vergleichen?
- Welche Oberflächenveredelungen werden bei der bleifreien Leiterplattenmontage verwendet?
- Welche Bedeutung haben die Vorschriften für die bleifreie Leiterplattenmontage?
- Wann sollte eine bleifreie Leiterplattenbestückung verwendet werden?
- Was sind die Bedenken hinsichtlich der Reflow-Temperatur bei der bleifreien Leiterplattenbestückung?
- Welche Prozessprobleme ergeben sich aus der Verwendung von bleifreier Leiterplattenbestückung?
- Welche Fertigungsbereiche sind von der bleifreien Leiterplattenbestückung betroffen?
- Was sind die Herausforderungen von OEMs bei der Herstellung bleifreier Leiterplattenbestückung?
- Welche Faktoren sind bei der Auswahl eines Vertragsherstellers für die bleifreie Leiterplattenbestückung zu berücksichtigen?
- Wie wirkt sich die Temperatur auf bleifreie Verbindungen in der bleifreien Leiterplattenmontage aus?
- Was sind die Eigenschaften des bleifreien Leiterplattenmontagematerials?
- Wie wirkt sich das Reflow-Profil auf die Prozesskompatibilität der bleifreien Leiterplattenbestückung aus?
- Wie werden bleifreie Leiterplatten nach der Bestückung verpackt?
- Wie wirkt sich die bleifreie Leiterplattenbestückung auf die Designkompatibilität der Leiterplatte aus?
- Woraus bestehen bleihaltige und bleifreie Lote in der Leiterplattenbestückung?
- Was sind die wichtigsten Überlegungen zum Flussmittel, das bei der bleifreien Leiterplattenmontage verwendet wird?
- Wie wirkt sich die thermische Stabilität auf die bleifreie Leiterplattenmontage aus?
Was sind die Vorteile einer bleifreien Leiterplattenbestückung?
Zu den Vorteilen gehören:
- Reduzierung der Leiterplattengröße: Es hat die Leiterplattendesigns vereinfacht, sodass Leiterplatten kleiner gemacht werden können, was zu einer Massenproduktion führt.
- Reduzierung der Umweltbelastung durch PCB: die Verwendung von RoHS-Richtlinien hat es möglich gemacht, Bleivergiftungen zu recyceln und zu verhindern.
- Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit von PCB: Durch die Einführung von RoHS wurde eine deutliche Reduzierung von PCB-Problemen erreicht. Dies hat vor allem mit der Verwendung bleifreier Soldaten zu tun.
- Fine-Pitch-Komponentenunterstützung: Die Verwendung von bleifreiem Löten ermöglicht die Herstellung von Fine-Pitch- und extrem engen Leiterplatten. Kleine Designs können jetzt verwendet werden, um Halbleiter mit hoher Dichte zusammenzubauen.
Welche Schritte sind bei der bleifreien Leiterplattenmontage erforderlich?
Die Montage der bleifreien Leiterplatte ist in zwei Hauptteile unterteilt, nämlich den Prozess der Vormontage und den Prozess der aktiven Montage.
Die Schritte sind wie folgt:
Schritte vor der Montage
Es gibt drei Hauptschritte bei der Vormontage von bleifreien Leiterplatten.
Die Schritte haben sich bei der Montage als präzise und fehlerfrei erwiesen.
- Profiling
Dieser Prozess ähnelt dem Prototypprozess.
Eine fertige bleifreie Leiterplatte wird vom Hersteller als Prototyp genommen.
Dies soll ihre Kompatibilität für die Montage sicherstellen.
Die Platine kann entweder funktionieren, es werden Dummy-Teile genommen, oder eine komplett nicht funktionierende.
Ihre Schablonen werden verfolgt, indem sie für die Montage profiliert werden.
- Lotpasteninspektion
Es ist sehr wichtig, eine sorgfältige Inspektion der bleifreien Lötstelle durchzuführen, da sie ein metallisches Aussehen hat.
Die IPC-610D-Standards werden verwendet, um die Lötpaste und das Profil der Platine zu prüfen.
Da die Leiterplatte extremer Feuchtigkeit ausgesetzt ist, wird auch der Feuchtigkeitsgehalt getestet.
- Stückliste (BOM) und Analyse der Komponenten
Der Kunde muss hier die Materialliste bestätigen, um sicherzustellen, dass alle Komponenten bleifrei sind.
Bleifreie Bauteile müssen aufgrund ihrer Feuchtigkeitsaffinität vom Hersteller in einem Ofen eingebrannt werden.
Aktive Montageschritte
Hier findet die Bestückung der bleifreien Leiterplatte statt. Die detaillierten Schritte sind wie folgt:
- Platzierung der Schablone und Auftragen der Lotpaste
Hier liefert die Profilierungsstufe die bleifreie Schablone, die auf der Leiterplatte platziert wird.
Danach erfolgt das Auftragen von bleifreier Lotpaste mit SAC305 als Pastenmaterial.
- Komponentenmontage
Unmittelbar nach dem Auftragen der Lotpaste werden die Bauteile auf der Leiterplatte montiert.
Die Bestückung der Bauteile kann entweder automatisiert oder manuell erfolgen.
Da es sich um ein Pick-and-Place-Verfahren handelt, muss sich jede Komponente in der Phase der Stücklistenprüfung befinden.
Die etikettierten Komponenten werden vom Bediener oder der Maschine kommissioniert und an ihrem zugewiesenen Ort platziert.
- Lötung
Dies ist die Phase, in der das manuelle Löten oder das bleifreie Durchkontaktlöten stattfindet.
Ob Surface Mount Technology oder Through Hole Technology, alle Lötungen müssen bleifrei sein.
- Platzieren der Leiterplatte im Reflow-Ofen
Die Lötpaste auf der Leiterplatte muss auf extreme Temperaturen erhitzt werden, um sie gleichmäßig zu schmelzen und die RoHS-Standards zu erfüllen.
Sie werden in einen Reflow-Ofen gegeben, um die Lötpaste zu schmelzen.
Das Abkühlen der geschmolzenen Lötpaste auf Raumtemperatur ermöglicht es ihr, sich zu verfestigen.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Komponenten fest in ihrer Position fixiert sind.
- Testen und Verpacken
Die IPC-600D sind die internationalen Standards, die verwendet werden, um die bleifreien Leiterplatten nach der Bestückung zu testen.
Dieser Schritt beinhaltet auch die Prüfung von Lötstellen.
Die Prüfung beginnt mit der Sichtprüfung, dann der AOI und schließlich der Röntgenprüfung.
Vor der Endverpackung wird eine physikalische und funktionelle Prüfung durchgeführt.
Wie lässt sich die bleifreie Leiterplattenbestückung mit der bleihaltigen Leiterplattenbestückung vergleichen?
Bei der Leiterplattenbestückung wird ein Lötprozess verwendet, um Komponenten entweder durch Durchsteck- oder Oberflächenmontagetechnik zu befestigen.
Früher war die Zehn-Blei-Legierung (Sn-Pb) das Lot der Wahl für sehr lange Zeit.
Zinn-Blei-Legierungen haben einen Schmelzpunkt zwischen 183 °C und 188 °C.
Die Temperaturen können während des Reflow beim Anbringen auf bis zu 235°C steigen Aufputzgeräte (SMD).
Dies liegt daran, dass das Lot vor dem Abkühlen flüssig wird.
Bei der bleifreien Leiterplattenmontage sind normalerweise höhere Temperaturen als beim Sn-Pb-Lot erforderlich.
Die Reflow-Temperatur kann bis zu 250 °C betragen, was sich auf die Leiterplattenkonstruktion und die Auswahl der Komponenten auswirkt.
Platinenkomponenten mit sehr niedrigen Zersetzungstemperaturen können dauerhaft beschädigt werden, wenn sie einer solchen Hitze ausgesetzt werden.
Das Aufschmelzen sollte sorgfältig durchgeführt werden, um eine Beschädigung der Komponenten zu vermeiden, da die Hitzeeinwirkung verlängert wird.
Die Hauptsorge für die bleifreie Leiterplatte ist die hohe Temperatur, die die Leiterplatte beschädigt.
Auch Nacharbeiten auf der Leiterplatte sind eine große Herausforderung
Eine weitere Herausforderung sind die Materialien, da die Temperatureigenschaften von Laminaten und Substraten berücksichtigt werden müssen.
Welche Oberflächenveredelungen werden bei der bleifreien Leiterplattenmontage verwendet?
Einige der verfügbaren bleifreien Oberflächenveredelungen, die bei der Montage verwendet werden, sind:
i) Chemisches Nickel-Immersions-Gold (ENIG) – es ist 2-5µ Zoll groß und verleiht der Leiterplatte eine elektrisch leitfähige Oberfläche. Es hemmt die Oxidation und verleiht Aluminium eine Drahtbondoberfläche, wenn es verwendet wird.
ii) Organische Lötschutzmittel (OSP) – Wenn die Ebenheit der Leiterplatte sehr wichtig ist, wird OSP als Oberflächenveredelung verwendet.
iii) Hartgold – sie werden verwendet, um die Oxidation zu verhindern und die Haltbarkeit der Leiterplatte zu verlängern, wenn sie für Goldfinger verwendet werden (mindestens 30 µʺ). Das Lot sollte 17µʺ nicht überschreiten.
iv) Bleifreies Lot – bevorzugt für Lötbarkeit in Fällen, in denen die Ebenheit der Leiterplatte nicht entscheidend ist. Die Dicke liegt zwischen 2-10µʺ.
v) Immersionssilber – wird wegen der Lötbarkeit bevorzugt, wenn die Ebenheit der Leiterplatte bei der Montage von Komponenten wichtig ist. Seine Dicke variiert zwischen 2-10µʺ.
Vi) Weiches Gold - wird zur Verhinderung von Oxidation und zum Drahtbonden verwendet. Thermionische Bindungen haben eine Mindestdicke von 30 µʺ, während Ultraschall eine Mindestdicke von 2 µʺ hat.
Welche Bedeutung haben die Vorschriften für die bleifreie Leiterplattenmontage?
Die Nichteinhaltung der RoHS-Richtlinien durch ein Unternehmen kann das Unternehmen langfristig treffen.
Solche Vorschriften sollten bei der Planung der Montage einer bleifreien Leiterplatte berücksichtigt werden.
Die Vorschriften sind wichtig, weil:
i) Gesundheit der Arbeitnehmer schützen
Die Exposition gegenüber Blei kann sowohl kurz- als auch langfristig zu negativen gesundheitlichen Komplikationen führen.
Sie reichen von Fruchtbarkeitsverlust bis hin zu Kopfschmerzen.
RoHS-konforme Vorschriften schützen Arbeitnehmer und schutzbedürftige Personen, die ihr Zuhause mit den Arbeitnehmern teilen.
ii) Umweltschutz
Die Verschmutzung des Wassers, des Bodens und der Luftversorgung kann beseitigt werden, indem Blei in PCBs reduziert oder hinzugefügt wird.
Dies dient dem Schutz der öffentlichen Gesundheit und dem Schutz der Tierwelt und schafft gleichzeitig recycelbare PCBs.
iii) Verkauf an kritischen Standorten
Sehr viele Länder setzen sich derzeit für den Verkauf von streng RoHS-konformen Elektronikprodukten ein.
Die Bestückung bleifreier Leiterplatten erweitert einen lukrativen Zielmarkt und steigert den Umsatz.
Wann sollte eine bleifreie Leiterplattenbestückung verwendet werden?
Es gibt einige wichtige Fälle, in denen die Vorteile der bleifreien Leiterplattenmontage groß sind:
a) Wenn Regelmäßigkeitsstandards eine Voraussetzung für die Leiterplattenbestückung durch den Erstausrüster sind.
b) Wenn der Zielmarkt ein Land oder eine Region ist, die sich strikt an die Regelmäßigkeitsstandards hält.
c) Wenn das Risiko für die menschliche Gesundheit ein großes Problem darstellt und die Umwelt ebenfalls geschützt werden muss.
Was sind die Bedenken hinsichtlich der Reflow-Temperatur bei der bleifreien Leiterplattenbestückung?
Die durch Reflow während der bleifreien Leiterplattenmontage verursachten Bedenken sind wie folgt:
- Die Haltbarkeit bleifreier Pasten ist im Vergleich zu Zinn-Blei stark reduziert
- Die Reinigung ist sehr wichtig, aber bei der bleifreien Leiterplattenbestückung ist sie nach dem Reflow obligatorisch
- Während des Reflows erreichen die Temperaturen bis zu 260 °C, was die Leiterplatte und den Ofen unnötig belastet.
- Unter Umständen kann für eine gute Lötbarkeit eine Stickstoffdecke erforderlich sein
- Im Vergleich zu Zinn-Blei-Lot benetzt die bleifreie Paste nicht so schnell.
- Die bleifreie Paste ist dicker mit einer größeren Haftkraft. Dies erfordert eine Änderung der Drehzahlen.
- Es besteht ein großes Problem der Blasenbildung während des Reflows]
Welche Prozessprobleme ergeben sich aus der Verwendung von bleifreier Leiterplattenbestückung?
Die Mainstream-Anwendung verschiedener Laminatmaterialien und PCB-Oberflächen sind die wichtigsten Änderungen für viele Leiterplattenhersteller.
Solche Laminate, die extremen Prozesstemperaturen standhalten, waren bisher nicht üblich.
Beim Durchlaufen der Leiterplatten durch den Fertigungsprozess müssen bestehende Prozessparameter verändert werden.
Mehrschichtige Leiterplatten haben während ihres Pressprozesses höhere Temperaturen mit unterschiedlichen Prozesszeiten und Drücken.
Die Geschwindigkeiten und Vorschübe des Bohrers müssen ebenso angepasst werden wie die Bohrertrefferbeschränkungen.
Platten mit einer hohen Wärmekapazität erfordern längere Verweilzeiten und andere Prozessänderungen, um effizient verarbeitet zu werden.
Die Beschriftungstinte und der Lötstopplack müssen frei von gefährlichen Stoffen sein, um die Anforderungen von RoHS zu erfüllen.
Sie sollten auch extreme Prozesstemperaturen ohne auffällige Verfärbungen tolerieren können.
Welche Fertigungsbereiche sind von der bleifreien Leiterplattenbestückung betroffen?
Die bleifreie Leiterplattenmontage hat sich auf drei Hauptbereiche der Fertigung ausgewirkt.
Sie sind:
a) Reinigen der Leiterplattenbaugruppe
Die Zusammensetzung des bleifreien Lötflussmittels unterscheidet sich stark von den üblichen bleihaltigen Lötflussmitteln.
Um sie effizient zu reinigen, sind für bleifreie Prozesse spezifische Reinigungsmaterialien erforderlich.
Dies erfordert die Verwendung eines unterschiedlichen Temperaturbereichs außerhalb des regulären Reinigungsprozesses.
b) Temperatur
Die Schmelztemperatur bleifreier Lote liegt zwischen 220-240°C im Vergleich zu bleibasierten zwischen 180-190°C.
Der Temperaturunterschied übt einen extremen Druck auf die Leiterplatte und die dazugehörigen bestückten Komponenten aus.
Die Leiterplatte kann mehrfach ausfallen, da der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) durch hohe Temperaturen erhöht wird.
c) Feuchtigkeit
Während der Montage wird aufgrund der hohen Temperaturen Feuchtigkeit absorbiert und in der bleifreien Leiterplatte eingeschlossen.
Aufgrund der Beschädigung der Platine und feuchtigkeitsempfindlicher Bauteile ist dies eine große Herausforderung.
Die Platte muss vor dem Zusammenbau gebacken werden, um eine Delaminierung zu verhindern und überschüssige Feuchtigkeit darin zu beseitigen.
Was sind die Herausforderungen von OEMs bei der Herstellung bleifreier Leiterplattenbestückung?
Aufgrund der Komplexität des Schaltungsdesigns jeder Platine gibt es zahlreiche Gründe für das Versagen bleifreier Leiterplatten nach der Bestückung.
Einige häufige Herausforderungen, denen OEMs bei der Montage gegenüberstehen, sind:
a) RoHS-konforme Komponenten
Die Oberflächenbeschaffenheit der bleifreien Leiterplatte muss eine sehr hohe Schmelztemperatur haben.
Das bedeutet, dass die erforderlichen Komponenten auf vollständige Konformität mit RoHS verifiziert werden müssen.
In einem Circuit sind keine verbotenen Materialien erlaubt.
Außerdem sollten die Komponenten während der Montage genau untersucht werden, da einige ähnliche Schalter bei hohen Temperaturen möglicherweise nicht funktionieren.
b) Ball Grid Array (BGA) Lötzinn
Lötstellen sind ein Teil von Ball Grid Arrays.
Es ist manchmal eine Herausforderung, den bleifreien Bestückungstyp mit dem metallischen Ball-Grid-Array-Lot abzugleichen.
Viele Komponenten sind nicht konform, funktionieren aber dennoch gut.
Bei BGA führt das Aussetzen der nicht bleifreien Lötkugeln gegenüber Reflow- und bleifreien Temperaturen zu deren Ausfall.
c) Die PCB-Basis
Das Substrat beeinflusst die PCB in Bezug auf seinen Isolationswiderstand, die Spannungsfestigkeit und seine Dielektrizitätskonstante.
Dies bedeutet, dass die bleibasierte Leiterplattenbestückung von der bleifreien Veredelung und dem Substrat getrennt werden muss.
Wenn eine Nacharbeit erforderlich ist, können Substrate wie FR4 aufgrund wiederholter Erwärmung zu Temperaturproblemen führen.
Es sollten Materialien mit Hochtemperaturtoleranz verwendet werden, da diese einzeln RoHS-konform verarbeitet werden können.
d) Feuchtigkeitsempfindliche Komponenten
Alle Oberflächenveredelungen auf bleifreien Leiterplatten sind feuchtigkeitsempfindlich.
Die damit beschichteten Bauteile enthalten ein auf der Feuchtigkeitsschutzverpackung aufgedrucktes Verfallsdatum.
Die kontinuierliche Verwendung von abgelaufenen Komponenten durch Hersteller kann zu dauerhaften Schäden durch Feuchtigkeit führen.
Offen verpackte oder abgelaufene Komponenten können nach dem Erhitzen im RoHS-Prototyping verwendet werden.
Welche Faktoren sind bei der Auswahl eines Vertragsherstellers für die bleifreie Leiterplattenbestückung zu berücksichtigen?
Vor Beginn des Prozesses muss ein Vertragshersteller für die bleifreie Leiterplattenbestückung ausreichend recherchiert werden.
Einige Faktoren, die bei ihrer Fähigkeit zu berücksichtigen sind, sind:
- Bleifreie Materialien
Die Leiterplatte sollte ausschließlich mit bleifreien Materialien bestückt werden, um RoHS-konform zu sein.
Dazu gehören Dinge wie Lötpaste, Lot und alle anderen Prozessanforderungen, einschließlich Reinigungsmittel.
Das Verfahren sollte vom CM für die RoHS-Materialverifizierung vollständig dokumentiert werden.
- Montageprozesse, die RoHS-spezifisch sind
Die Einhaltung von RoHS bedeutet, dass die Leiterplatte niemals Lötmaterialien auf Bleibasis enthalten darf.
Das CM muss über einen klaren Mechanismus zur Trennung von Blei von bleifreien Prozessen verfügen, um die Reinheit zu gewährleisten.
- Dokumentation
Der CM muss nachweisen, dass die bleifreie Leiterplatte entsprechend den RoHS-Richtlinien gebaut wurde.
Der CM muss über ein System verfügen, das alle Materialien, Komponenten und deren Chemie als RoHS-konform dokumentiert.
Wie wirkt sich die Temperatur auf bleifreie Verbindungen in der bleifreien Leiterplattenmontage aus?
Bleifreies Lot hat einen deutlich niedrigen Schmelzpunkt.
Die Temperaturschwankungen beim Abkühlen des Lots wirken sich auf die Lötstellen auf der Leiterplatte aus.
Gegenwärtig wird Wärmeschutz verwendet, um die Umgebungstemperatur der PCB für einen effizienten Betrieb unter extremer Hitze aufrechtzuerhalten.
Die Temperatur ändert sich mit der Eigenspannung der Lötstelle und ihrer Mikrostruktur, was zum Versagen der Lötstelle führt.
Die Elektronik fällt aufgrund dieses Komponentenfehlers hauptsächlich aus.
Zu den vielfältigen Auswirkungen der Temperatur auf Lötstellen gehören Temperaturschock, Alterung und Temperaturwechsel.
Was sind die Eigenschaften des bleifreien Leiterplattenmontagematerials?
Nach Einhaltung der Richtlinien der RoHS können normale Lote aus Zinn- oder Bleipaste für solche Leiterplattenmaterialien nicht verwendet werden.
Lötfreie Lötpaste wird verwendet, um sie durch einen strengen Lötprozess zu führen.
Das Löten bei sehr hohen Temperaturen ist eine Voraussetzung für diesen Prozess, daher sollte das PCB-Material bei solchen Temperaturen stabil sein.
Das bedeutet, dass das Leiterplattenmaterial eine sehr hohe Glasübergangstemperatur aufweisen muss.
Das Leiterplattenmaterial sollte auch einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei einer großen Zersetzungstemperatur haben.
Ein geringer dielektrischer Verlust bei gleichzeitig hohem Isolationswiderstand sind die geforderten elektrischen Eigenschaften.
Wie wirkt sich das Reflow-Profil auf die Prozesskompatibilität der bleifreien Leiterplattenbestückung aus?
Die Spitzentemperatur kann als Hauptparameter im Reflow-Profil bei der Bestückung der bleifreien Leiterplatte bezeichnet werden.
Zum Schmelzen des Lötmittels, der Benetzung und der Kupferwechselwirkung auf dem Pad ist eine ausreichende Aufschmelztemperatur erforderlich.
Es hilft auch beim Anschluss von Komponenten und dafür, dass die Leiterplatte nach dem Abkühlen und Erstarren eine starre Verbindung bildet.
Grundsätzlich ist eine Überhitzungstemperatur von etwa 30°C (über der Schmelztemperatur) erforderlich.
Aufgrund der Bedenken hinsichtlich der thermischen Stabilität des Bauteils müssen Wege gefunden werden, die Löttemperatur in der Lead-Fee-Leiterplattenmontage zu reduzieren.
Als Spitzen-Reflow-Temperatur für die großtechnische Leiterplattenfertigung wird eine Spitzentemperatur von 235 °C empfohlen.
Dies berücksichtigt die Robustheit des Prozesses, die verschiedenen Leiterplattenoberflächen, die thermische Stabilität des Ofens und die Toleranz.
Das Profil des Reflow kann entweder eine gerade Rampe oder ein Vorheizplateau sein, um die Temperaturverteilung der Platine zu standardisieren.
Wie werden bleifreie Leiterplatten nach der Bestückung verpackt?
Nachdem die IPC-600D-Standards getestet wurden und eine Sichtprüfung durchgeführt wurde, wird vor dem Verpacken eine Funktionsprüfung durchgeführt.
Die Verpackung der bleifreien Leiterplatten muss unbedingt in antistatischen Beuteln erfolgen.
Dies ist eine Garantie dafür, dass die Leiterplatte während des Transports aufgrund von Bewegung keinen statischen Aufladungsstörungen ausgesetzt ist.
Dieses Verfahren wird von Experten durchgeführt, um Perfektion und strenge Professionalität zu gewährleisten.
Wie wirkt sich die bleifreie Leiterplattenbestückung auf die Designkompatibilität der Leiterplatte aus?
Bei der Umstellung auf bleifreie Leiterplattenbestückung können einige wesentliche Änderungen an den Designregeln vorgenommen werden.
Die Massenfertigung ist weitgehend im Gange, um genügend Daten zu sammeln, um eine umfassende Antwort auf die Änderungen zu erhalten.
Änderungen, die beim Wellenlöten von bleifreien Leiterplattenbestückungen gelten, sind unerlässlich.
Dies dient dazu, die physikalischen Eigenschaftsunterschiede zwischen bleifreien und Zinn-Blei-Lötlegierungen einzubeziehen.
Die Ausrichtung der Platine in Bezug auf die Lötrichtung und andere allgemeine Richtlinien gelten weiterhin für das bleifreie Löten.
Temperaturschwankungen auf der gesamten Platine werden minimiert, indem die Kupferverteilung und das Platinenlayout optimiert werden.
Runde Ecken oder Überdrucke beim Reflow-Löten sind eine Voraussetzung, um Ecken zu vermeiden, die nach dem Reflow freigelegt werden.
Woraus bestehen bleihaltige und bleifreie Lote in der Leiterplattenbestückung?
Bleilot besteht im Wesentlichen aus einer Metalllegierung mit Blei und Zinn als Basiskomponenten.
Die beim Bleilöten entstehenden Dämpfe und Stäube sind beim Einatmen hochgiftig.
Dies ist der Grund für das Auslaufen des Bleilots aufgrund seiner negativen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt.
Es wurde kürzlich durch das von RoHS empfohlene und steuerbegünstigte bleifreie Lot ersetzt.
Modernes bleifreies Lot besteht aus Zink, Kupfer, Nickel, Silber und Zinn, die jeweils einen unterschiedlichen Prozentsatz der Zusammensetzung haben.
Das ultimative Ziel ist es, eine überlegene Lötlegierung zu erreichen, die in Kombination mit anderen Metalllegierungen hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist.
Was sind die wichtigsten Überlegungen zum Flussmittel, das bei der bleifreien Leiterplattenmontage verwendet wird?
Es gibt drei Hauptflussmitteltypen, die auf die bleifreie Leiterplattenmontage abgestimmt sind.
Sie sind No Clean, Organic Acid Flux (OA) und Rosin Mildly Activated Solder Flux (RMA).
Zu den Überlegungen, die bei der Verwendung der Flussmittel getroffen werden müssen, gehören:
- Das Thema Sauberkeit ist sehr wichtig, da die bleifreie Montage eher auf No-Clean-Flussmittel setzt.
- Die Auswahl des zu verwendenden Flussmittels sollte mit der Leiterplatte kompatibel sein
- Das verwendete Flussmittel muss leicht zu reinigen sein
- Die Aktivierungstemperatur sollte auf die Schmelztemperatur der Legierung der bleifreien Leiterplatte abgestimmt sein
- Das Auftragen des Flussmittels kann entweder durch Aufstreichen, Sprühen, Tauchen oder Aufschäumen erfolgen
Wie wirkt sich die thermische Stabilität auf die bleifreie Leiterplattenmontage aus?
Eine Temperaturerhöhung führt zu einer Fehlanpassung zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten und dem Laminatmaterial.
Die Fehlanpassung umfasst auch die Kupfer- und Glasfaser.
Der Effekt wird eine Erhöhung der Kupferspannungen sein, was zu Rissen in den plattierten Kupfer-Durchkontaktierungen führt.
Dieses Szenario wird von Faktoren wie der Lagenanzahl, dem im Laminat verwendeten Material und der Leiterplattendicke beeinflusst.
Andere Probleme wie Blasenbildung und Delaminierung, die durch die hohen Löttemperaturen verursacht werden, wirken sich auf die Leiterplatte aus.
Alternative Laminatmaterialien mit Wärmeausdehnungskoeffizienten wie FR2 können ebenfalls verwendet werden.
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