Lunkerfreie Verbindungen

PINK, Wertheim

Die Ausführung der VADU 100 mit einer kontinuierlich temperierten Kühlplatte sowie mit einer permanent beheizten Heizplatte gewährleistet einerseits einen schnellen Aufheizvorgang der Substrate sowie ein anschließendes zügiges Abkühlen der gelöteten Charge. Dabei geschieht der Aufheizvorgang ohne eine Unterbrechung des Wärmeprozesses beim Evakuieren. Dadurch entfällt das wie bei anderen Systemen und Technologien obligatorische und äußerst zeitaufwändige Aufheizen und wieder Abkühlen der Prozessplatten zusammen mit der üblicherweise wesentlich leichtgewichtigeren Lötcharge und ohne den damit verbundenen unnötigen Stress der Lötverbindung aufgrund der langen Verweilzeit der Substrate bei hoher Temperatur bzw. über Liquidus. Weiterhin wird, bedingt durch die Erfassung der Isttemperatur direkt an der Substratunterseite, die zur Regelung des Erwärmungsvorgangs dient, der Lötprozess wie von der JEDEC-Norm J-STD020B besonders gefordert und ohne die bei anderen Aufheizverfahren bekannten Begleiterscheinungen und Problematiken wie beispielsweise den Tombstone-Effekt präzise und genau nachgebildet.

Nach Beladen der Charge wird diese anschließend durch verschiedene Evakuier- und Spülzyklen mit Schutz- oder Inertgas konditioniert. Damit wird das zu lötende Produkt bereits im Vorfeld gereinigt sowie ein Restsauerstoffgehalt der Kammeratmosphäre gewährleistet. Anschließend wird das zu lötende Objekt auf die gewünschte Löttemperatur gebracht, wobei verschiedene Evakuierungsschritte mit definierten Aktivierungen mit Formier- oder Schutzgas zur Reduzierung der Lötgutfläche bei niedrigen Temperaturen ein lunkerarmes beziehungsweise -freies Lötergebnis gewährleisten. Der Wärmeeintrag bleibt auch während der Evakuier- und Spülzyklen erhalten, so dass die Lotschmelze nicht abkühlt und die flüssigen Lote optimal entgasen. Die Temperatur der Lötcharge wird unmittelbar erfasst und kann sofort von der Steuerung ausgewertet werden. Prozess- und Verfahrenstechniken sowie eine effektive Abscheideeinrichtung verhindern ein Verschmutzen der Prozesskammer innen durch kondensierende Flussmittelrückstände, so dass der Wartungsaufwand vermindert wird. Die kontrollierte Abkühlung erfolgt über eine wassergekühlte Platte, deren Kühlwirkung durch eine Konvektionskühleinheit unterstützt werden kann. Die Abkühleinheit ist vorwählbar und verhindert Kälteschocks des Lötguts.

Das Lötsystem ist weiterhin individuell einsetzbar für bleifreie oder flussmittelfreie Lötprozesse bis zu 400 °C. Die Abstrahlverluste der Lötcharge hin zum kühleren Kammerdeckel werden durch eine deckenseitig angeordnete Flächenheizung wirkungsvoll auf ein Minimum reduziert, was sich zudem in einer guten Temperaturverteilung der Lötcharge vorteilhaft bemerkbar macht. Der Lötprozess wird durch eine speicherprogrammierbare Steuerung überwacht und geregelt. Die Parametrierung der jeweiligen Prozessschritte, wie unter anderem Aufheizgradienten, Temperaturen, Zeiten, Vakuum oder Flut- bzw. Spülgas, erfolgt über ein Touchscreen-Panel mit übersichtlich gestalteter Menüführung. Als Schutzgase kommen Stickstoff und/oder Formiergas zum Einsatz. Die erforderliche Ausrüstung für den Ameisensäure-Prozess ist in der Standard-Ausführung bereits mit beinhaltet. Weiterhin umfasst die Ausrüstung des Lötsystems ein Kondensat-Management mit effektiver Abscheidetechnik, geeignete Vakuumtechnik für einen Kammerdruck von 2 mbar sowie einen Universal-Werkstückträger mit den Nutzabmessungen von 150 mm x 260 mm zur Aufnahme von beispielsweise gleichzeitig zwei Karten mit einer Größe von 4 x 6“ oder eines Einzelnutzens mit 5 x 7“. Das Stand-alone-System benötigt eine Standfläche von 1460 mm in der Länge und 1240 mm in der Breite. Die Betriebs- und Wartungsanleitung ist zweisprachig in deutsch und englisch gehalten. Optional erhältlich sind die Software für Datenaufzeichnung und Visualisierung, MFC-geregelter Gaseinlass sowie ein Ersatzteilpaket.

Die große Schwester der VADU 100, die VADU 300, ein Lötsystem mit ebenfalls vakuumgestützter Verfahrenstechnik, das Lötverbindungen ohne Voids für Pasten und Preform-Lote im Durchlaufverfahren ermöglicht, ist dagegen sowohl für großflächige Leistungsmodule als auch massearme SMT-Baugruppen und zum Löten von Großserien geeignet. (dj)

EPP 417