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Dienstag, 13 November 2018
 
 
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 Leiterplatte Pr?fadapter

 

In einigen Bereichen verarbeiten wir für unsere Kunden Leiterplatten mit einer Gesamtstärke von bis zu 3,2mm. Die aktuelle Thematik „bleifrei Löten“ veranlasst uns in der Phase der Umstellung zu folgender Schlussfolgerung:


Durch die deutlich erhöhten Prozesstemperaturen beim Wellenlöten in Verbindung mit bleifreiem Lot kann es  zu bisher noch undokumentierten Problemen kommen. Weniger die Oberfläche der Leiterplatten als vielmehr das Basismaterial (z.Zt. FR4) ist den erhöhten Anforderungen nicht ausreichend angepasst.

Die ohnehin hohe thermische Belastung beim Löten von 3mm starken Leiterplatten erreicht in Verbindung mit bleifreiem Lot eine Dimension, die Folgeschäden nicht ausschließen lässt.

Der erhöhte Expansion-Koeffizient in der z-Achse kann im schlimmsten Fall zum Abriss des Kupfers in der Kontaktierung führen. Spätfolgen sind nicht ausgeschlossen.


Standardisiertes Verfahren der Oberflachenbehandlung „HAL-Verzinnung“

Sicherlich die einfachste Möglichkeit den Herstellungsprozess auf bleifrei umzustellen. Aber hierbei ergeben sich deutlich höhere Temperaturen in Verbindung mit bleifreiem Lot. Durch die Heissluftverzinnung sowie den damit verbundenen chemischen Prozess wird die tragende Kupferschicht extrem belastet und reduziert. Ein zweites Löten sollte also in jedem Fall unterbleiben. Aber wer kann schon eine Nachlötung oder auch Reparatur, Austausch von BE usw. zu 100% ausschließen?


Von uns präferiertes Verfahren der Oberflächenbehandlung „Chemisch Silber“

Die eher schonende Art der Leiterplattenherstellung reduziert zwar das Problem des Temperaturschocks (HAL) und stellt damit eine sichere Basisschicht Kupfer zur Verfügung, die Auswirkungen der erhöhten Löttemperatur, Stichtwort „Expansion-Koeffizient“, haben wir natürlich hier ebenfalls zu verzeichnen. Lediglich das Nachlöten bzw. Austauschen von BE scheint bei dieser Lösung möglich. Eine Verbesserung lässt sich ggf. mit „Chemisch Gold“ erzielen, bleibt aber ebenfalls undokumentiert. Die von einigen Herstellern standardisierte Methode „Chemisch Zinn“ lehnen wir hingegen aufgrund der geringen Lagerfähigkeit ab.


Resümee

Sofern der Einsatz in einem Bereich erfolgt, der bisher noch nicht der RoHS-Regelung unterliegt (Militär, Medizin usw.), raten wir dringend die gewonnenen Erkenntnisse im Umgang mit Blei zu nutzen und diese gesicherte Methode anzuwenden. Auch in den kommenden Jahren werden wir unseren Kunden diese  Alternative weiterhin anbieten.


Besserung ist in Sicht

Neues Basismaterial ist bereits in der Fertigungslinie der großen Hersteller und soll in Kürze zum Einsatz kommen. Das Basismaterial soll die thermische Verformung auf ein definiertes Maß reduzieren. Hoffen wir auf eine problemlose Realisation ohne Verknappung in der Startphase und gesicherte Erkenntnisse der ersten Anwender.

 


 
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