EPP 10.2017

Vergleich: Selektivlötprozess einer OSP-beschichteten Leiterplatte
mit LMPA-Q sowie SnCu-basierten Legierung
LMPA-Q
SnCu-basierte Legierung
285°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
5mm/s
+100%
+100%
+100%
+100%
+100%
+100%
10mm/s
+100%
+100%
+100%
100%
100%
-100%
20mm/s
+100%
+100%
+100% *
-100%
-100%
-100% *
30mm/s
+100%
+100%
+100% *
-70%
-70%
-70% *
40mm/s
100%
100%
-100% *
-70%
-70%
-70% *
260°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
5mm/s
+100%
+100%
+100%
100%
100%
-100%
10mm/s
+100%
+100%
+100% *
-70%
-70%
-70%
20mm/s
+100%
+100%
100% *
-70%
-70%
-70% *
30mm/s
100%
100%
-100% *
-70%
-70%
-70% *
40mm/s
-100%
-100%
-100% *
-70%
-70%
-70% *
230°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
Fresh OSP
OSP 200°C
OSP 240°C
5mm/s
+100%
+100%
+100%
10mm/s
20mm/s
30mm/s
+100%
+100%
-100%
+100%
+100%
-100%
+100% *
100% *
-100% *
Nicht getestet,
zu dicht beim
Schmelzpunkt
40mm/s
-100%
-100%*
-100% *
Lötergebnisse.
* Erste Zeichen von nicht Benetzung der OSP-Beschichtung auf der Lötseite der Leiterplatte
Damit können genügend Testergebnisse generiert werden, um ein
Durchstiegsverhalten beurteilen zu können. Die zusätzliche
Schwierigkeit der Brückenbildung des Steckers fällt ausserhalb des
Erfassungsbereiches dieser Fallstudie. Ein DD3 Stecker findet oft in
der Computertechnologie für ‚board-to-board‘-Verbindungen seinen
Einsatz.
Die Tests werden auf einer Ecoselect 1 Selektivlötanlage von Ersa
durchgeführt, unter Verwendung einer Standard SnCu Legierung
und der niedrigschmelzenden Legierung LMPA-Q. Eine 14-mm-Düse
erlaubt den Stecker in einem Vorgang zu löten. Die benetzbare
Stickstoff-umflutete Düse gewährleistet stabile und wiederholbare
Lötbedingungen. Als Flussmittel wird das wasserbasierte SelectIF
2040 für alle Leiterplatten eingesetzt. Um Prozesszeit einsparen zu
können, werden beim Selektivlöten zeitweilig tiefere Vorheiztemperaturen
in Kombination mit höheren Löttemperaturen verwendet.
Eine Vorheizung von 80°C, gemessen an der Oberseite der Leiterplatte,
wird für alle Leiterplatten angewandt. Der Test startet mit
einer Löttemperatur von 285°C für beide Legierungen. Dabei handelt
es sich um eine Standardtemperatur für das Selektivlöten mit
konventionellen bleifreien Legierungen. Die Löttemperatur wird
schrittweise reduziert. Für jede Löttemperatur wird die Lötgeschwindigkeit
schrittweise erhöht, mit 5 mm/s als Anfangsgeschwindigkeit.
Testergebnisse und Diskussion
Alle Leiterplatten werden unter einem Mikroskop und mit X-Ray inspiziert.
Der Durchstieg wird in 4 Kategorien unterverteilt:
1) +100 % bedeutet dass die Durchkontaktierung vollständig gefüllt
ist mit Meniskus.
2) 100 % bedeutet dass die Durchkontaktierung vollständig gefüllt
ist ohne Meniskus
3) –100 % bedeutet dass die Durchkontaktierung zwischen 70 %
und 100 % gefüllt ist
4) –70 % bedeutet dass die Durchkontaktierung weniger als 70 %
gefüllt ist.
EPP Oktober 2017 49