Abbildung 1: Lötspritzer auf Gold/Nickel (Soldersplash)
Abbildung 2: Phaseninversion beim Reflow
Die meisten Menschen wissen, dass Lötpaste eine Mischung aus Lotpulver und einem Flussmittel ist. Das Flussmittel hat mehrere Funktionen, aber die wichtigsten sind:
1/ Kontrolle der rheologischen Eigenschaften der Paste (Dosierung / Klebrigkeit / Druck / Stabilität)
2/ Entfernung von Oxiden von Metalloberflächen während des Reflows.
Lotpaste sollte eigentlich dort bleiben, wo sie aufgetragen wird, aber gelegentlich taucht sie nach dem Reflow an unerwarteten Stellen auf; manchmal weit (vielleicht sogar Zentimeter) von der Stelle entfernt, an der sie eigentlich sein sollte. Dies wird als "Lotspritzer" oder "Lotspritzer" bezeichnet (Abbildung 1). Der erste Schritt zur Beseitigung von Lotspritzern besteht darin, die Kontamination vor dem Reflow zu untersuchen. Bei einem Lotpastendosierverfahren kann die Verunreinigung durch ein "Tailing" der Lotpaste zwischen den Ablagerungen entstehen. Bei einem Druckverfahren kann es sich um eine Verunreinigung der Unterseite der Schablone handeln. Wenn dies nicht der Fall ist, ist es an der Zeit, den Reflow-Prozess zu untersuchen.
Eine Kontaktverschmutzung innerhalb des Ofens ist unwahrscheinlich, aber nachdem alle offensichtlichen Verschmutzungsquellen wie Indexer oder Kantenförderer überprüft und gereinigt wurden, stellt man häufig fest, dass das Problem nicht beseitigt wurde. Die Ursachen für die verbleibenden Lotspritzer sind nicht klar, aber es hat sich herausgestellt, dass zwei der wichtigsten Kontrollvariablen die Chargennummer des Substrats und der Sauerstoffgehalt während des Reflow-Prozesses sind. Niedrige Sauerstoffgehalte können den Defekt tatsächlich 'anschalten'.
Theoretisch können Lötmittelspritzer durch die Zersetzung von Flussmitteln oder die schnelle Verflüchtigung von Flussmitteln oder anderen Materialien auf der Oberfläche des Substrats entstehen. Sie scheinen jedoch nicht mit einem der folgenden Punkte zusammenzuhängen:
i./ Lötpastentyp oder Chargennummer
ii./ relative Luftfeuchtigkeit oder
iii./ Zeit, in der die Paste der Luft ausgesetzt ist
Die übliche Erklärung, dass die Lotspritzer durch die Verdunstung des Lösungsmittels oder durch die absorbierte Feuchtigkeit in der Lotpaste selbst verursacht werden, scheint daher hier nicht zu passen. Möglicherweise macht die Lotpaste während des Reflow-Prozesses eine "Phasenumkehr" durch (Abbildung 2). Das heißt, das Flussmittel geht von der "kontinuierlichen Phase" in die "diskrete Phase" über, während das Lot die andere Richtung einschlägt - von einem Pulver mit großer Oberfläche zu einer Reflow-Verbindung mit minimaler Oberfläche. Die treibende Kraft für das Reflow-Verfahren ist die übliche Minimierung der potentiellen Energie, die sich aus der Benetzung der Oberfläche von Flüssigkeiten und Festkörpern und der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten ergibt.
Es wurde eine einfache Gleichung abgeleitet, um zu berechnen, wie hoch eine einzelne, nicht geflossene Kugel aus einem reflowten Lotpastendepot in die Luft ragt. Die Antwort wird Sie überraschen: Schicken Sie mir eine Nachricht und ich schicke Ihnen das Papier zu.
Zum Wohl! Andy
