Lieber Dr. Ron,
Wir haben Probleme mit Graphen an BGA-Lötstellen. Einer meiner Kollegen sagte, er habe gehört, dass die Verwendung quadratischer statt unserer derzeitigen runden Schablonenöffnungen das Problem lösen könnte. Das kommt mir sehr merkwürdig vor, denn der Unterschied in der Menge der Lötpaste ist nicht so groß, und ich bin überrascht, dass dies einen so großen Unterschied ausmacht. Können Sie etwas Licht in diese Angelegenheit bringen?
Vielen Dank im Voraus,
Eric
Lieber Eric,
Ihr Freund hat wahrscheinlich recht. Auch wenn der Volumenunterschied zwischen einer runden und einer quadratischen Blende nicht groß ist, zeigt die Berechnung, dass die runde Blende 0,7854 des Volumens der quadratischen Blende bietet. Quadratische Öffnungen haben also nur etwas mehr als 20 % mehr Volumen. Siehe Abbildung 1.
Abbildung 1. Die runde Öffnung entspricht nur 78,54 % des Volumens einer quadratischen Öffnung.
Die runde Öffnung entspricht nur 78,54 % des Volumens einer quadratischen Öffnung. Versuche haben jedoch gezeigt, dass quadratische Öffnungen bis zu 40 % mehr Lotpaste liefern als runde Öffnungen. Gespräche, die ich mit Leuten geführt habe, die sich mit Schablonendruck auskennen, legen nahe, dass die Krümmung der kreisförmigen Öffnung mehr Kontakt zu den Lotpartikeln bietet als eine quadratische Öffnung. Siehe Abbildung 2. Dieser verstärkte Kontakt könnte dazu führen, dass die Lötpartikel stärker an der Öffnung haften, was zu einer geringeren Übertragungseffizienz führt.
Abbildung 2. Die gewölbte Oberfläche der kreisförmigen Öffnung bietet eine größere Kontaktfläche für das Anhaften von Lotpartikeln, wodurch die Effizienz der Lotübertragung verringert wird.
Die gekrümmte Oberfläche der kreisförmigen Öffnung bietet mehr Kontaktfläche für die Anhaftung von Lotpartikeln, wodurch die Effizienz der Lotübertragung verringert wird. Graping wird durch die Oxidation von Lotpastenpartikeln verursacht. Wenn also quadratische Öffnungen mehr Lotpaste liefern, wie kann dies das Graping reduzieren? Die Ablagerungen von Lotpaste sind heute sehr klein im Vergleich zu dem, was sie noch vor ein paar Jahren waren. Diese kleinen Ablagerungen haben ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Dies führt dazu, dass die Sauerstoffbarrierekomponenten des Lotpastenflussmittels Überstunden machen müssen, um die Lotpartikel während des Reflows vor Oxidation zu schützen. Ein größeres Lotpastendepot, wie es durch die quadratische Öffnung entsteht, minimiert dieses Oxidationsrisiko. Dieser Effekt kann experimentell in Abbildung 3 beobachtet werden.
Abbildung 3. Die quadratische Blende verhindert das Grapschen im Vergleich zur runden Blende.
Die quadratische Öffnung verhindert das Grapfen im Vergleich zur runden Öffnung. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass moderne Lötpasten ebenfalls so konzipiert sind, dass sie das Graping minimieren. Es ist also eine gute Idee, mit Ihrem Lötpastenlieferanten zusammenzuarbeiten, um ein Graping-Problem zu lösen.
Zum Wohl, Dr. Ron
