Trocknung elektronischer Komponenten zur Vermeidung von Bauteilbeschädigungen im Lötprozess (Baken)
Angewandte Normen
- J-STD-033
Mögliche Anwendungsbereiche:
- Standardisierte Bauteiltrocknung gemäß J-STD-033
- HTV-PLUS-Vakuumtrocknung
- Schonendes Verfahren nach HTV-Standard verhindert Diffusion (Alterungsprozesse) beim Trocknungsvorgang
Ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt in elektronischen Komponenten kann als wesentlicher Faktor für Schäden im Fertigungsprozess angesehen werden (z. B. „Popcorn-Effekt“).
Die Standard-Trocknung nach J-STD-033
Mithilfe der standardisierten Bauteiltrocknung gemäß J-STD-033 kann die Feuchtigkeit im Bauteil reduziert und damit eine Verarbeitung des Bauteils ohne Beschädigung beim Lötvorgang sichergestellt werden. Hierbei werden Trocknungstemperaturen von 125°C, 90°C und 40°C empfohlen. Je geringer die Trocknungstemperatur desto höher die geforderte Trocknungszeit (bis zu 79 Tage).
Hierin liegt die Problematik der Standard-Trocknung nach J-STD-033. Wirtschaftlich betrachtet empfiehlt sich nur die Trocknungstemperatur von 125°C, da hier die Trocknungszeit zwischen 5 und 48 Stunden liegt.
Mit steigenden Trocknungstemperaturen nehmen jedoch auch die Alterungsprozesse zu (z. B. Intermetallisches Phasenwachstum, Oxidationsprozess an den Pin-Anschlussstellen), was sich sehr negativ auf die prozesssichere Verlötung auswirkt. Innerhalb einer Trocknung von 48 h bei 125°C wird so ein Intermetallisches Phasenwachstum (Diffusion von Kupfer aus dem Inneren des Bauteilpins in das Zinn der Pinoberfläche und die Ausbildung einer intermetallischen-Phasen-Legierung) von 1,5μm ausgebildet, was für den weiteren Bearbeitungsprozess durchaus gefährlich sein kann, da eine intermetallische Phase von mehr als 2μm eine prozesssichere Verlötung verhindert. Ist bereits eine Intermetallische Phase von mehr als 1μm (das entspricht einem Intermetallischen Phasenwachstum bei Raumtemperatur in 2,5 Jahren) vorhanden oder wird die Trocknung wiederholt, ist der Wert von 2μm schnell überschritten.
Die HTV-PLUS-Vakuumtrocknung als wirtschaftliche und schonende Alternative
Durch die HTV-PLUS Vakuumtrocknung kann bei niedrigen Temperaturen die Entstehung bzw. das Fortschreiten der Diffusionsprozesse, also auch das Wachsen der intermetallischen Phase, verhindert und damit ein Voranschreiten der Alterung vermieden werden. Zudem ermöglicht die HTV-PLUS-Vakuumtrocknung die Trocknung der IC-Bauteile auch im Gurt bzw. Stange. Zeitaufwand und Kosten für Ent- und Neugurtung entfallen.
