Lot Flashcards
Warum führen Temperaturwechsel mit lange Haltezeiten zu höheren Ausfällen?
Mehr Zeit zum kriechen => mehr Kriechdehnung => mehr Schädigung
DNP
Distance to Neutral Point
In einem BGA mit beispielsweise 7x7 Lotstellen ist die Lotstelle in der Mitte der Neutral Point und der Abstand dazu nennt sich DNP
Temperaturwechseltest
Langsam kühlen/aufwärmen - je 15min
Temperaturschocktest
Warme und Kalte Kammer, sehr schneller Temperaturwechsel, jeweils 15 min, -40˚C auf +125˚C
ppm
Parts per million, Fehlerrate in der Produktion. Liegt normalerweise bei wenigen ppm, bei sicherheitsrelevanten Themen werden hingegen wenige ppb gefordert.
Coffin manson Modell
Für die Abschätzung WANN es in Metallen, durch zyklische plastische Dehnung und Kriechdehnung, zur Rissbildung kommt.
BGA
Ball grid array
LGA
Land grid array
ESDTest
Electro static discharge
Ab welchen Spannungen kann ein gerät durch die Entladung eines Menschen/Maschine zerstört werden?
Whisker
Sn-Nadeln, entstehen durch Reibung der Kontakte auf Sn- Oberflächen => können Kurzschlüsse bilden
Burn In
Reduce failure from production (edit)
SPC
Statistical Process Control (statistischen Prozesskontrollen)
Häufige Ursachen für Ausfälle durch Alterung oder Verschleiß sind:
- Ermüdungsbrüche von Lotverbindungen durch Temperaturwechselbelastung
- Zersetzung von Polymeren durch hohe Temperaturen oder UV-Strahlung
- Korrosion durch hohe Luftfeuchtigkeit
- Erhöhte Widerstände durch Fremdschichten oder Korrosion bei Steckkontakten oder Schaltern
- Austrocknen von Elektrolytkondensatoren
- Kurzschlüsse durch Zinn-Whisker
- Conductive Anodic Filaments oder Kriechstrompfade auf Leiterplatten
- Unterbrechungen durch Elektromigration in ICs
MSL
Moisture Sensitivity Level
Bauelemente und Leiterplatten müssen Tests auf Lötwärmebeständigkeit überstehen.
Kriechen
Kriechen ist eine kontinuierliche Zunahme der Dehnung in Metallen bei mechanischen Spannungen. Relevant sind Kriechdehnungen bei Temperaturen über 0,4·Ts. Dabei ist Ts die Schmelztemperatur in Kelvin. Kriechen wird verursacht durch thermisch aktivierte Versetzungsbewegungen, Leerstellendiffusion und Korngrenzengleiten.
Warum steigt die Zugfestigkeit von SAC Lot mit dem Silbergehalt?
Increasing Ag content in Sn–Ag–Cu solder increases the amount of Ag3Sn and Cu6Sn5 intermetallic compounds distributed in a Sn-rich matrix. There- fore, the microstructure of solder has finer Sn dendrites and more intermetallic compound precipitates in solder with higher Ag content. = Ag3Sn-Phasen behindern Wandern der Stufenversetzungen in Sn.
Warum steigt die Festigkeit mit der Dehnrate?
Bei hohen Dehnraten ist weniger Zeit für Diffusionsprozesse die Spannungen abbauen.
Warum ist es bei gleicher Dehnung für die Zuverlässigkeit günstiger, wenn sich das Lot weniger plastisch und dafür mehr elastisch verformt?
Schädigungen und Risse entstehen nur durch den plastischen Anteil an der gesamten Dehnung.
SAC305
Sn96,5Ag3,0Cu0,5
Zinn mit 96,5%
Silber mit 3,0%
Kupfer mit 0,5%
Die Dehnung im Lot ist proportional zur:
lateralen Verschiebung und damit proportional zur Bauteilgröße, zur Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten und zum Temperaturhub.
Und umgekehrt proportional zur Höhe des Lotspalts.
Wieso bei gleicher gesamter Dehnung hält SAC305 bzw. SAC405 mehr Temperaturwechsel aus als SnPb?
Da der plastische Anteil an der Dehnung geringer ist. SAC305 und SCA405 sind also zuverlässiger als SnPb da weniger plastische Dehnung auftritt und nicht weil die plastische Dehnung weniger Schädigung verursacht.
Warum wird SAC305 in der Automobilelektronik verwendet?
Bei Automobilelektronik sind die Temperaturwechsel kritisch. Günstig sind daher Lote mit höherer Festigkeit bzw. kleinerer Kriechdehnung.
Warum wird SAC105 für mobilen Geräten verwendet?
Bei mobilen Geräte ist der Drop Test die kritische Anforderung. Es sind deshalb Lote mit kleiner Dehngrenze bzw. hoher Kriechrate, vorteilhaft.
Warum treten Risse in Lotstellen bei SAC305 später auf als bei SAC105?
Da der plastische Anteil an der Dehnung geringer ist durch ein erhöhe Silbergehalt (und mehr Ag3Sn Kristalle).
PCB
Printed Circuit Board
Was sind Legierungen?
Ein metallischer Werkstoff, der mind. aus 2 Elementen besteht.
Was ist Spannung? Was ist Dehnung?
Spannung ist Kraft pro Fläche, entweder normal oder tangential. Dehnung ist die Längenänderung bei dieser Krafteinwirkung.
Warum entstehen bei Temperaturwechsel Risse in Lötstellen? Was sind Einflussfaktoren?
Durch die Temperaturveränderung bauen sich mechanische Spannungen im Bauteil auf, die zu Rissen führen können.
Was versteht man unter dem Popcorn-Effekt?
Thermische Belastung beim Löten von SAC-Loten deutlich größer als bei Sn60Pb. Kritisch bei Polymeren (Wasseraufnahme), hoher Dampfdruck führt zu Rissen oder Delamination.
Was sind die unterschiede von THT und SMT?
THT = Through Hole Technology = Durchsteckmontage kann nicht automatisiert werden, ist aber für größere Bauteile besser. SMT = Surface Mount Technology = Oberflächenmontage ermöglicht kleinere Bauelemente, da automatisiert, allerdings entsteht durch die feste Verbindung auf der Leiterplatte die Gefahr von Rissen bei thermischer Ausdehnung
