Gemäß der RoHS-Richtlinie der EU (Richtliniengesetz des Europäischen Parlaments und des Rates der Europäischen Union zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten) erfordert die Richtlinie das Verbot des Verkaufs elektronischer und elektronischer Geräte auf dem EU-Markt Elektrogeräte, die sechs gefährliche Stoffe wie Blei enthalten, als bleifreies „umweltfreundliches Herstellungsverfahren“, das seit dem 1. Juli 2006 zu einem unumkehrbaren Entwicklungstrend geworden ist.
Es ist mehr als zwei Jahre her, dass das bleifreie Verfahren in der Vorbereitungsphase begann.Viele Hersteller elektronischer Produkte in China haben viele wertvolle Erfahrungen beim aktiven Übergang vom bleifreien Löten zum bleifreien Löten gesammelt.Da das bleifreie Verfahren immer ausgereifter wird, hat sich der Arbeitsschwerpunkt der meisten Hersteller von der bloßen Implementierung einer bleifreien Produktion hin zu einer umfassenden Verbesserung des Niveaus des bleifreien Lötens unter verschiedenen Aspekten wie der Ausrüstung geändert , Materialien, Qualität, Prozess und Energieverbrauch..
Das bleifreie Reflow-Lötverfahren ist das wichtigste Lötverfahren in der aktuellen Oberflächenmontagetechnologie.Es ist in vielen Branchen weit verbreitet, darunter Mobiltelefone, Computer, Automobilelektronik, Steuerschaltungen und Kommunikation.Immer mehr elektronische Originalgeräte werden von der Durchsteckmontage auf die Oberflächenmontage umgestellt, und Reflow-Löten ersetzt in erheblichem Umfang das Wellenlöten. Dies ist ein offensichtlicher Trend in der Lötindustrie.
Welche Rolle werden Reflow-Lötgeräte im immer ausgereifteren bleifreien SMT-Prozess spielen?Betrachten wir es aus der Perspektive der gesamten SMT-Oberflächenmontagelinie:
Die gesamte SMT-Oberflächenmontagelinie besteht im Allgemeinen aus drei Teilen: Siebdrucker, Bestückungsmaschine und Reflow-Ofen.Für Bestückungsmaschinen gibt es im Vergleich zu bleifreien Bestückungsmaschinen keine neuen Anforderungen an die Ausrüstung selbst;Für die Siebdruckmaschine werden aufgrund der geringfügigen Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften von bleifreier und bleihaltiger Lotpaste einige Verbesserungsanforderungen für die Ausrüstung selbst gestellt, es gibt jedoch keine qualitative Änderung;Die Herausforderung des bleifreien Drucks liegt genau beim Reflow-Ofen.
Wie Sie alle wissen, liegt der Schmelzpunkt von Bleilotpaste (Sn63Pb37) bei 183 Grad.Wenn Sie eine gute Lötverbindung herstellen möchten, müssen beim Löten intermetallische Verbindungen mit einer Dicke von 0,5 bis 3,5 µm vorhanden sein.Die Bildungstemperatur intermetallischer Verbindungen liegt 10–15 Grad über dem Schmelzpunkt, der beim bleihaltigen Löten bei 195–200 liegt.Grad.Die maximale Temperatur der Original-Elektronikkomponenten auf der Leiterplatte beträgt im Allgemeinen 240 Grad.Daher liegt das ideale Lötprozessfenster für bleihaltiges Löten bei 195–240 Grad.
Das bleifreie Löten hat große Veränderungen im Lötprozess mit sich gebracht, da sich der Schmelzpunkt der bleifreien Lotpaste geändert hat.Die derzeit am häufigsten verwendete bleifreie Lotpaste ist Sn96Ag0,5Cu3,5 mit einem Schmelzpunkt von 217-221 Grad.Gutes bleifreies Löten muss außerdem intermetallische Verbindungen mit einer Dicke von 0,5–3,5 µm bilden.Die Bildungstemperatur intermetallischer Verbindungen liegt ebenfalls 10–15 Grad über dem Schmelzpunkt, der beim bleifreien Löten bei 230–235 Grad liegt.Da sich die maximale Temperatur beim bleifreien Löten elektronischer Originalgeräte nicht ändert, liegt das ideale Lötprozessfenster für bleifreies Löten bei 230-240 Grad.
Die drastische Reduzierung des Prozessfensters hat große Herausforderungen bei der Gewährleistung der Schweißqualität mit sich gebracht und auch höhere Anforderungen an die Stabilität und Zuverlässigkeit bleifreier Lötgeräte mit sich gebracht.Aufgrund des seitlichen Temperaturunterschieds im Gerät selbst und des Unterschieds in der Wärmekapazität der ursprünglichen elektronischen Komponenten während des Erwärmungsprozesses wird der Bereich des Löttemperaturprozessfensters, der in der Steuerung des bleifreien Reflow-Lötprozesses angepasst werden kann, sehr klein .Das ist die eigentliche Schwierigkeit beim bleifreien Reflow-Löten.Der spezifische Fenstervergleich zwischen bleifreiem und bleifreiem Reflow-Lötprozess ist in Abbildung 1 dargestellt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Reflow-Ofen aus Sicht des gesamten bleifreien Prozesses eine entscheidende Rolle für die Qualität des Endprodukts spielt.Aus Sicht der Investitionen in die gesamte SMT-Produktionslinie machen die Investitionen in bleifreie Lötöfen jedoch oft nur 10–25 % der Investitionen in die gesamte SMT-Linie aus.Aus diesem Grund ersetzten viele Elektronikhersteller nach der Umstellung auf bleifreie Produktion sofort ihre ursprünglichen Reflow-Öfen durch höherwertige Reflow-Öfen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. August 2020