Stabile BGA-Lötverbindungen ohne Dispensen

Die Anforderungen an die moderne Elektronik steigen von Jahr zu Jahr. Ein Smartphone muss sowohl der trockenen und heißen Luft der Arabischen Emirate standhalten, als auch beim Skifahren in den Alpen seine Funktion erfüllen. Diese und andere moderne Begleiter fallen im täglichen Gebrauch gerne einmal zu Boden oder sind anderen mechanischen Belastungen oder Klimaeinflüssen ausgesetzt. Dennoch erwarten wir, dass die Geräte unter all diesen Bedingungen fehlerfrei funktionieren. Hitze, Kälte, Nässe, Stöße und Schläge – für Ausfälle gibt es kein Verständnis. Speziell in sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise bei Automotive, Aerospace, Sicherheits- und Medizintechnik, steigen die Anforderungen an die Produkte zudem kontinuierlich.

Lange Zeit war der Underfill-Prozess ein möglicher Weg, die Betriebssicherheit sensibler Elektronikprodukte zu erhöhen. Dank der zusätzlichen Aufbringung eines Underfills in flüssiger Form und der anschließenden Verbindung und Aushärtung steigert sich die Widerstandsfähigkeit im Drop-Test, ohne dabei die Temperatureigenschaften zu verändern. Doch der Aufwand und die Kosten schrecken schnell ab. Die benötigten Gerätschaften sind investitionsintensiv, Platz ist in der SMD-Fertigung zudem Mangelware. Mitarbeiter müssen geschult werden, Produktions- und Wartungskosten steigen und es wird eine weitere mögliche Fehlerquelle in die Linie gebracht.

Doch was ist die Alternative?

Underfilm – die Technologie hierzu wurde bereits 2003 zusammen mit einem führenden Hersteller für mobile Geräte entwickelt und wird seit 2005 in hohen Stückzahlen weltweit in den unterschiedlichsten Produkten eingesetzt. So zum Beispiel in Smartphones, Wearables, GPS-Trackern, Polizeifunkanlagen, tragbaren Druckern, industriellen Steuerungen und in Vielem mehr.

Durch den passgenauen Zuschnitt steigert Place-and-Bond die Widerstandsfähigkeit, ohne den Lötprozess zu beeinträchtigen. pb tec solutions

Das US-amerikanische Unternehmen Alltemated unterstützt erfolgreich Elektronikfertiger weltweit mit maßgeschneiderten Place-and-Bond-Lösungen. In passende Größen vorgeschnittene Trockenfilm-Klebestreifen werden mit Standard Tape and Reel Feedern zugeführt und können direkt im SMD-Bestücker platziert werden. Investitionskosten für einen Dispenser entfallen, wodurch Projekte mit neuen Produkten sehr einfach geplant und auch solche Kundenprojekte wahrgenommen werden können, die ansonsten wegen der hohen Investitionen zu riskant oder nicht lukrativ genug wären. So erschließt Underfilm neues Potenzial und Märkte, die vorher nicht oder nur kostenintensiv zu erreichen waren.

In SMD-Bauteilrollen verpackt, sind die Place-and-Bond-Produkte nicht nur einfach zu handhaben, ersparen einen Linienausbau und Personalkosten, und das Material kann genauso gelagert werden wie alle anderen SMD-Bauteile. Es fallen keine Extrakosten für eine aufwändige Kühllagerung an. Der Prozess mit Underfilm legt somit Ressourcen frei und bietet mehr Flexibilität in Fertigung und Kalkulation.

Dabei steht Underfilm dem Underfill in nichts nach, wie ein Test von Freescale (USA, PDFCA – Juni 2012) gezeigt hat. Im Vergleich zu Prozessen ohne Underfilm konnte eine um das Fünfzehnfache verbesserte Widerstandsfähigkeit im „drop-to-failure“ Test ohne Reduzierung des thermischen Lebenszyklus nachgewiesen werden.

Place-and-Bond überzeugt zudem durch seine Vielseitigkeit. Der Einsatz zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von BGAs im Drop-Test ist nur der Anfang. Heutzutage finden sich neue Einsatzgebiete beispielsweise in der Verbindung von Flex- und Rigid Boards. Bis vor Kurzem konnte hier nur mit Dispensing gearbeitet werden, was einen Aushärteprozess und somit längere Produktionszeiten mit sich bringt. Dank Place-and-Bond ändert sich nichts im Fertigungsprozess.

(pg)