Wohin geht die SMD-Fertigung in Zukunft?

Der Vormittag des ersten Tages war mit Vorträgen ausgefüllt. Zuerst stellte Dr. Hans Bell von Rehm in seinem Vortrag zum Reflowlöten mit der Vision8 die technischen Leistungsmerkmale der neuen Konvektionsreflowöfen der Firma vor. Die flexiblen Profilierungsmöglichkeiten erlauben bereits sehr sichere bleifreie Lötprozesse. Allerdings setzen derzeit nur 4% der Kunden bleifreie Lote in der Fertigung ein, 88% aller Kunden löten unter einer Stickstoffatmosphäre.

Der anschließende Vortrag von Dr. Mathias Nowottnick vom Fraunhofer IZM befasste sich mit dem Kondensationslöten. Nach dem Stand des Entwicklungsprojekts Kondensationslöten informierte er über erste Anwendererfahrungen. Gute Lötergebnisse konnten bereits in Kleinserien auf der Anlage KLS400 erzielt werden, die zur Zeit in der Fertigung bei Siemens A&D erprobt wird. Kondensationslöten ist ein neues Verfahren des Reflowlötens, bei dem leicht überhitzter Dampf vertikal von oben auf die Baugruppe geströmt wird, wo er bei seiner Kondensation latente Wärme freisetzt. Das besondere daran ist die Implementierung eines Vakuumschrittes in den Prozessablauf, wodurch voidfreie Lötstellen erzielt werden können.

Andreas Goedecke von Heraeus sprach dann über die „Qualifikation von bleifreien Materialien bei He-raeus“. Ab dem 1. Juli 2006 dürfen laut Beschluss des Europäischen Parlaments die neu in den Umlauf gebrachten Elektro- und Elektronikge-räte kein Blei mehr enthalten. Am Beispiel der Lotpaste F610Cu0,5-89M30 zeigte der Redner die umfangreiche Qualifikationsprozedur auf, die sicherstellen soll, dass bleifreie Lotpasten über einwandfreie Verarbeitungseigenschaften verfügen und zuverlässige Lötstellen erzeugen. Das Testboard Benchmarker 2 hilft bei der Bewertung der Verarbeitungseigenschaften.

Über die Zuverlässigkeit von modernen Lotpasten referierte Dr. H. Bereck vom FNE Freiberg. Der wichtigste Degradationsmechanismus für Weichlote in der Surface-Mount-Technology ist das Kriechen durch thermomechanische Belastungen und nachfolgender Rissbildung. Aus diesem Grund führt ein höherer Widerstand gegenüber der plastischen Verformung zu mehr Zuverlässigkeit der Lote. Beim FNE wurden die po-sitiven Auswirkungen einer gleichmäßigen Verteilung sehr feiner intermetallischer Phasen im Lot untersucht, die zu einer Behinderung sowohl des Kornwachstums als auch der Versetzungsbewegung führen. Unter Beachtung dieser Faktoren können zuverlässige Lötverbindungen bis zu einer Einsatztemperatur von 160 °C realisiert werden.

Unter dem Thema „Tombstoning“ stellte Eugen Kastner von Fujitsu Siemens die neuesten Untersuchungsergebnisse zu einem Projekt vor, das in Zusammenarbeit mit FhG ISIT und Rehm durchgeführt wurde. Dabei wurde der Pastendruck als wichtigste Einflussgröße auf das Tombstoning ermittelt. Die Fehlerhäufigkeit nimmt mit gegenläufigem Versatz von Pastendruck und Bestückung zu. Wie die Untersuchungsergebnisse auf runden und rechteckigen Pads zeigen, ist das Tombstoning layoutabhängig. Mit einer linearen Reflowprofilierung kann die Tombstone-Rate deutlich gesenkt werden.

Bernhard Lange von Texas Instruments informierte über das Thema „Bleifreie Bauelemente“. Seit Juli 2002 werden für bleifreie Prozes-se kleine Bauteile für Löttemperaturen von 250 °C und große Bauteile für 245 °C spezifiziert. Momentan steht die maximale Temperatur zur Debatte, sodass zu erwarten ist, dass künftig von 260 °C für kleine Bauelemente ausgegangen werden kann. Es gibt keine Festlegung über eine zulässige Konzentrationsgrenze für Blei, so dass die Bauelementeindustrie eigene Definitionen getroffen hat. Die Oberflächen der bleifreien Bauelemente, die mit Rein Sn, SnBi oder NiPdAu beschichtet sind, zeigen ein gutes Benetzungsverhalten unter Verwendung von bleifreien Lotpasten.

Der Vortrag „Automatische Inspektion von elektronischen Baugruppen in der Fertigung – Notwendigkeit oder Luxus“ wurde von Jürgen Brag von Viscom gehalten. Er stellte die Vorzüge gezielter Einsatzvarianten von automatischen Inspektionssystemen heraus, die Unterschiede von Zeilen- und Matrixkamerasystemen und Röntgensystemen sowie deren Einsatzort. Der Nutzen für den AOI-Anwender liegt in der Objektivierung der Qualitätsaussage und dem Vorteil, ein Werkzeug zur Prozessoptimierung zu haben. AOI ermöglicht eine Fehlerdetektion, deren Auflösungsgrenze weitaus besser als die des menschlichen Auges ist. Die Daten werden stets in Echtzeit gewonnen und sind immer aus einer Datenbank verfügbar, wodurch Prozessanalysen zur Prozessoptimierung möglich werden.

Am zweiten Tag der Veranstaltung wurden neben der Ausstellung auch Workshops mit praktischen Vorführungen und Anwendungen angeboten.