Temperaturmessung: Messdummy und Datenlogger-Fahrten

Nachdem die einzelnen Zeiten und Temperaturen des Lötprofils definiert wurden, sollte sichergestellt werden, dass die Temperaturen auch für die definierte Zeit an dem Produkt anliegen. Deshalb sollte ein entsprechender Entwicklungsaufwand in einen Messdummy erbracht werden. Folgende Anforderungen muss der Messdummy erfüllen:

• Möglichst realitätsnah mit dem wirklichen Produkt
• Temperaturmessung muss wiederholbar, reproduzierbar und operator-unabhängig sein
• Der Unterschied zwischen mehreren Messdummies sollte möglichst gering sein
• Die Lebensdauer des Messdummies sollte entsprechend hoch sein

Die Anbringung von Thermoelementen und der möglichst realitätsnahe Messaufbau sind dabei die zentralen Punkte. Der Messdummy sollte dabei auch eine hohe Lebensdauer und eine bestmögliche Wiederholgenauigkeit aufweisen. Eine Beschreibung zu Temperaturlogger-Fahrten findet sich hier. Eine Messsystemanalyse (MSA Typ 2 oder 3) ist entsprechend durchzuführen und ein Gage R&R zu ermitteln.

Profilentwicklung und ggf. Löthilfen-Entwicklung

Nachdem ein Messdummy entwickelt wurde, ist nun das Lötprofil und ggf. die Löthilfen-Entwicklung an der Reihe. Mit Hilfe des Messdummies und einem Temperatur-Datenlogger wird der Temperaturverlauf und die Temperaturverteilung aufgezeichnet und das Profil iterativ hin zu dem Wunsch-Verlauf optimiert. Dabei sind auch die Löthilfen mit zu messen, da diese entsprechend mit aufgeheizt bzw. abgekühlt werden. Auch die Temperaturverteilung wird durch Löthilfen beeinflusst.

Benetzungstests

Sobald das Lötprofil steht, kann mit Benetzungstests fortgefahren werden. Dabei werden die Preforms ohne Chip oder Substrat auf die Bodenplatte bzw. den Schaltungsträger gelegt und das Benetzungsverhalten während des Lötprozesses beobachtet. Das Ziel ist stets eine perfekte Benetzung mit scharfen Kanten. Keine Benetzung oder eine Entnetzung sollte vermieden werden bzw. bei deren Auftreten die Ursache gefunden und abgestellt werden. Eine Sauerstoffkonzentration von >5ppm führt beispielsweise meist zu einer Entnetzung.

Eine ausführliche Erklärung von Benetzungstests findet sich bei der Budapest University of Technology and Economics, Department of Electronics Technology.

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