Elektronik – Häufig gestellte Fragen

Unzureichender Underfill-Fluss ist ein häufiges Problem bei der Flip-Chip-Montage und wird durch mehrere Faktoren verursacht. Das vorherrschende Problem sind Verunreinigungen, die nach der Montage im Reflow zurückbleiben. Die primäre Verunreinigung sind Flussmittelrückstände. Auch wenn Sie die Baugruppe nach dem Reflow-Prozess reinigen, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Flussmittel zurückbleibt, hoch. Die meisten Flussmittel polymerisieren während des Reflow-Prozesses an Luft oder bei hohen O2 ppm-Werten (> 500 O2 ppm). Die derzeitigen Reinigungsverfahren sind möglicherweise nicht effizient genug, um alle Rückstände unter dem Flip-Chip zu entfernen. Der Schlüssel liegt darin, eine inerte Atmosphäre wie Stickstoff oder Argon zu verwenden, um hohe O2-Werte zu eliminieren. Der hohe O2-Gehalt führt dazu, dass das Flussmittel polymerisiert und schwer zu reinigen ist.

Unzureichender Underfill-Fluss ist ein häufiges Problem bei der Flip-Chip-Montage und wird durch mehrere Faktoren verursacht. Das vorherrschende Problem sind Verunreinigungen, die nach der Montage im Reflow zurückbleiben. Die primäre Verunreinigung sind Flussmittelrückstände. Auch wenn Sie die Baugruppe nach dem Reflow-Prozess reinigen, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Flussmittel zurückbleibt, hoch. Die meisten Flussmittel polymerisieren während des Reflow-Prozesses an Luft oder bei hohen O2 ppm-Werten (> 500 O2 ppm). Die derzeitigen Reinigungsverfahren sind möglicherweise nicht effizient genug, um alle Rückstände unter dem Flip-Chip zu entfernen. Der Schlüssel liegt darin, eine inerte Atmosphäre wie Stickstoff oder Argon zu verwenden, um hohe O2-Werte zu eliminieren. Der hohe O2-Gehalt führt dazu, dass das Flussmittel polymerisiert und schwer zu reinigen ist.

Die beste Verfahrensmethode ist die Verwendung eines O2-ppm-Gehalts von etwa 100 ppm. Dies bietet zwei Vorteile: 1) Sie verringern das Risiko der Flussmittelpolymerisation und ermöglichen gute Ergebnisse nach der Reinigung, und 2) das Flussmittel bleibt länger aktiv, wodurch die Benetzungseigenschaften verbessert werden und eine zuverlässige Lötstelle entsteht.

Air Products kann Sie bei der Bewertung Ihrer Prozesse unterstützen und Lösungen für Ihre Prozesse in diesem Bereich anbieten.

Diese Frage wurde bereits in der Vergangenheit gestellt, und die Free Air Ball (FAB)-Formung unter Verwendung von Formiergas (5% H22/ 95% N2.2) ist beim Kupferdrahtbonden sehr verbreitet. FAB unter Verwendung von Kupfer wurde untersucht und obwohl die meisten Leute glauben, dass Kupfer nicht oxidiert, dies ist jedoch der Fall. Wenn FAB an der Luft durchgeführt wird, bildet sich eine dünne Oxidschicht auf der Kugel, und es ist ein größerer Kraftaufwand erforderlich, um die Verbindung zwischen dem Draht und dem Verbindungspad für den integrierten Schaltkreis (IC) herzustellen. Diese größere Kraft kann Mikrorisse unter dem Verbindungspad verursachen, die bei einigen Kupferdrahtbondprozessen schwer zu beobachten und zu sehen sind. Um die Bildung dieser Oxidschicht zu verhindern, wird dringend Formiergas empfohlen.

Air Products kann verschiedene Lieferoptionen für das Formiergas anbieten, von vorgemischten Gasflaschenbündeln bis hin zu Mischsystemen vor Ort. Wir verfügen über das Wissen und die Erfahrung, um sichere Lösungen für Ihre IC-Montageprozesse bereitzustellen und Ihren Prozess zu verbessern.

Krätze ist ein Abfallprodukt, das zwar zurückgewonnen werden kann, aber mit hohen Kosten verbunden ist. Krätze verursacht Probleme bei der Wartung des Equipments und verringert dessen Betriebszeit. Es gibt eine Vielzahl von Krätzehemmern, die auf der Oberfläche des Löttopfes verwendet werden können, aber seien Sie vorsichtig bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihren Prozess. Man muss die verwendete Chemie kennen und wissen, ob sie sich nachteilig auf die Maschine und die Mitarbeiter auswirkt. Diese Chemikalien werden über dem Lot im Lottiegel platziert und bilden eine Schicht über dem geschmolzenen Lot, um die Metalloxidbildung zu reduzieren.

Die Chemikalien müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Das Abdecken mit einem Krätzhemmer ist eine Möglichkeit, den Topf zu schützen, aber das vom Wellengenerator kommende Lot wird der Luft ausgesetzt, was zu Krätze führt und sich wiederum an den Zuleitungen der Komponenten festsetzen und Kurzschlüsse bilden kann. Ein weiteres potenzielles Problem bei der Verwendung eines Schlackehemmers ist, dass sich Partikel auf der Unterseite der Platte ansammeln und zu Defekten und aggressiven Reinigungsprozessen führen können.

Eine weitere Methode ist die Verwendung von inertem Stickstoff, der zur Abdeckung des Wellenbereichs oder für ein vollständig inertisiertes Wellenlotsystem genutzt werden kann. Der Einsatz von Stickstoff kann die Krätze wirksam reduzieren, indem er die Luft über dem Löttopf verdrängt und eine Schutzatmosphäre über dem Wellengenerator bildet, die die Mikrokrätze reduziert.

Abgesehen von den Vorteilen der Krätze-Reduzierung durch die Verwendung einer inerten Atmosphäre, kann man Vorteile wie eine bessere Benetzung des Lots in den plattierten Durchgangslöchern (PTH) oder der Trommelfüllung erzielen. 

Es gibt mehrere Gründe für eine unzureichende Füllung des PTH während des Wellenlötens. Der Hauptgrund ist eine schlechte Benetzung, die auf Oxidation der Leitungen, Oxidation im Fass, zu wenig Fluss usw. zurückzuführen ist. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Fassfüllung ist die Verwendung einer inerten Atmosphäre wie Stickstoff, wodurch die Benetzung erhöht wird des Lots in den Zylinder, indem Luft verdrängt wird, was wiederum dazu führt, dass Ihre aktuelle Flussmittelchemie effizienter arbeitet. Sie können auch ein aggressiveres Flussmittel verwenden, das eine intensive Reinigung nach der Welle erfordert und zusätzliche Kosten verursacht.

Ein weiterer Vorteil ist, dass man auf eine weniger aktive Flussmittelchemie umstellen kann, um die pro Leiterplatte benötigte Menge an Flussmittel zu reduzieren.  Fehler im Wellenlötprozess erfordern eine kostenintensive manuelle Nacharbeit. Durch die Verwendung einer Stickstoffabdeckung im Wellenlötprozess können die häufigsten beobachteten Defekte effektiv reduziert werden.

Die Verwendung einer inerten Atmosphäre beim Wellenlöten reduziert verschiedene Defekte, einschließlich Brückenbildung, Lotzapfen, und verbessert das Problem der Hohlraumbildung. Die Füllung der Durchgangslöcher wird ebenfalls verbessert. Die Reduzierung ist vom O abhängig (2) ppm-Werte und die Art des verwendeten Inertisierungssystems. Unsere Arbeit in diesem Bereich hat zu einer Verringerung der Gesamtfehlerzahl um über 50% geführt. Die Reduzierung von Krätze ist ebenfalls ein Vorteil, den wir im Laufe der Jahre mit unserer Technologie erreicht haben. Hier sehen Sie ein Diagramm, das einer unserer Kunden zur Fehlerreduzierung unter Verwendung einer inerten Atmosphäre für SAC 305 beim Wellenlöten geliefert hat.

Air Products hat ein Stickstoffinertisierungskit der 3.Generation entwickelt - NitroFAS ™ Inert Wave Soldering (IWS), das bei großen EMS- und OEM-Unternehmen mit über 200 installierten Systemen erfolgreich eingesetzt wird. Unsere IWS-Einheiten können Krätze um mehr als 85% bei niedrigen Stickstoffdurchflussraten reduzieren, um die Gesamtbetriebskosten zu minimieren.

Lassen Sie sich von Air Products dabei unterstützen, Ihre Herstellungskosten zu senken, die Produktivität zu verbessern, die Umweltbelastung zu reduzieren und die Qualität Ihrer bestückten Leiterplatten zu erhöhen.  Mit unserem innovativen Equipment und unserem Team von Branchenexperten entwickeln wir die beste Lösung für Sie und Ihren Prozess.