Wichtigste Änderungen bei elektronischen Baugruppen
In den Anfängen der SMT-Technik waren die Bauteile meist nur bedrahtet, mit einem recht großen Spalt zwischen Gehäuse und Leiterplatte, die Chipgröße lag nicht unter 0603. Nach dem Löten waren die Lücken unter den Bauteilen meist nicht vollständig mit Flussmittelrückständen gefüllt.
Heutzutage haben kleine Chips, sogenannte Bottom Terminated Components (BTC), Lücken zwischen Gehäuse und Leiterplatte, die kleiner als 50 um sind (normalerweise bis zu 10-20 um) und vollständig mit Flussmittelrückständen gefüllt sind. Das macht die Reinigung schwieriger. Außerdem sind nicht alle Arten von Flussmittelrückständen leicht löslich. In der Praxis erfolgt die Auswahl der Lötpaste vorzugsweise nach den Löteigenschaften, nicht nach der Reinigungsfähigkeit.
Daher spielt nicht nur die Wahl der optimalen Chemie eine wesentliche Rolle für die Reinigungswirkung, sondern auch die mechanische Unterstützung. Das “Ausgraben” von Flussmittelrückständen aus dem winzigen, langen und engen Spalt unter dem Bauteilkörper oder zwischen den Anschlüssen des BTC erfordert eine hohe kinetische Energie.
Wie kann man diese kinetische Energie am effektivsten direkt auf den Punkt bringen? Es gibt mehrere Möglichkeiten.
Ultraschall - mechanisch bei weitem die beste Option, aber der lokale Druck von Tausenden von Bar und Temperaturen von Hunderten von °C in den Mikrokavitäten nach dem Abspritzen verunsichert auch heute noch viele Elektronikhersteller wegen des schlechten Einflusses auf die Zuverlässigkeit der Komponenten.
Sprüh-Unter-Immersion - Die turbulente Bewegung des gesamten Bades mit eingetauchten Bauteilen scheint effizient zu sein, da die Kontaktzeit zwischen Chemie und Bauteil 100% beträgt. Aber die Energie der Flüssigkeitsbewegung kann die Oberfläche der Baugruppe nicht effektiv erreichen. Einige Flüssigkeitsschichten auf der Oberfläche bleiben unbewegt oder bewegen sich nur langsam. (Laminarschicht) Daher ist eine direkte mechanische Wirkung in Spalten unter den Bauteilen sehr gering.
Spray-in-Air - Flüssigkeitsstrom (Rund- oder Flachstrahl) mit hoher Geschwindigkeit auf die Baugruppe trifft. Die laminare Schicht auf der Baugruppenoberfläche ist viel dünner. In der Praxis kann Spray in der Luft einen Flüssigkeitsstrom sogar in der Lücke 50um dick bilden!
Direktes Sprühen-in-Luft - Dies ist die effizienteste Sprühkonfiguration für die Reinigung unter Bauteilen. Der Sprühstrahl trifft unter 90° auf die Oberfläche der Leiterplatte, die Reinigungsflüssigkeit fließt entlang der Oberfläche in alle Richtungen. Das Scannen eines solchen Strahls macht die Reinigungsbedingungen sehr gleichmäßig und eliminiert Schatten.
Heute ist Spray-in-Air die am weitesten verbreitete Reinigungstechnologie für viele Anwendungen. Von der Reinigung kleiner Chargen sehr komplexer Leiterplatten bis hin zur Massenproduktion zuverlässiger Elektronik.
Dank dieses Ansatzes haben die Anwender ein viel breiteres Prozessfenster bei der Reinigung mit nur einer Art von Reinigungschemie für verschiedene Lötmaterialien und unterschiedliche Lötprofile.
