Hauptänderungen in elektronischen Baugruppen
In den frühen Tagen der SMT waren die Komponenten meist nur bedrahtet, mit einem ziemlich großen Abstand zwischen Gehäuse und Leiterplatte, Chipgrößen waren nicht unter 0603. Nach dem Löten waren die Lücken unter den Komponenten meist nicht vollständig mit Flussmittelrückständen gefüllt.
Heute haben kleine Chips, bodenanschließende Komponenten (BTC), Lücken zwischen Gehäuse und Leiterplatte kleiner als 50um (normalerweise bis zu 10-20um), die vollständig mit Flussmittelrückständen gefüllt sind. Das macht die Reinigung anspruchsvoller. Zusätzlich sind nicht alle Arten von Flussmittelrückständen leicht löslich. In der Praxis wird die Wahl der Lötpaste vorzugsweise nach Lötungseigenschaften getroffen, nicht nach Reinigungsfähigkeit.
Daher spielt nicht nur die optimale Chemiewahl eine wesentliche Rolle in der Reinigungseffektivität, sondern auch die mechanische Unterstützung. Das “Ausgraben” von Flussmittelrückständen aus dem winzigen, langen und schmalen Spalt unter dem Komponentengehäuse oder zwischen den Anschlüssen von BTC erfordert hohe kinetische Energie.
Wie bringt man diese kinetische Energie am effektivsten direkt an die Stelle? Es gibt mehrere Möglichkeiten.
Ultraschall – mechanisch die bei weitem beste Option, jedoch macht der lokale Druck von Tausenden von Bar und Temperaturen von Hunderten °C in den Mikrokavitäten nach ihrem Platzen selbst heute viele Elektronikhersteller unsicher über den schlechten Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Komponenten.
Sprühen-unter-Eintauchen – turbulente Bewegung des gesamten Bades mit eingetauchten Baugruppen scheint effizient zu sein, da die Kontaktzeit zwischen Chemie und Baugruppe 100% beträgt. Aber die Energie aus der Flüssigkeitsbewegung kann die Baugruppenoberfläche nicht effektiv erreichen. Eine Flüssigkeitsschicht auf der Oberfläche bleibt ohne Bewegung oder mit nur langsamer Bewegung. (Laminarschicht) Somit ist der direkte mechanische Effekt in den Lücken unter den Komponenten sehr gering.
Sprühen-in-Luft – Flüssigkeitsstrom (rund oder flacher Strahl) trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die Baugruppe. Die laminare Schicht auf der Baugruppenoberfläche ist viel dünner. In der Praxis kann Sprühen in Luft sogar einen Flüssigkeitsstrom in einem Spalt von 50um Dicke bilden!
Direktsprühen-in-Luft – dies ist die effizienteste Sprühkonfiguration zum Reinigen unter Komponenten. Der Sprühstrahl trifft die Oberfläche der Leiterplatte unter 90°, die Reinigungsflüssigkeit fließt entlang der Oberfläche, in alle Richtungen. Das Abtasten eines solchen Strahls macht die Reinigungsbedingungen sehr gleichmäßig, eliminiert Schatten.
Heute ist Sprühen-in-Luft die am weitesten verbreitete Reinigungstechnologie für viele Anwendungen. Vom Reinigen kleiner Chargen sehr komplexer Platinen bis zur Massenproduktion zuverlässiger Elektronik.
Dank dieses Ansatzes haben Benutzer ein viel breiteres Prozessfenster beim Reinigen, indem sie nur eine Art von Reinigungschemie für verschiedene Lötmaterialien und unterschiedliche Lötprofile verwenden.
