In modernen SMT-Prozessen wird das verfügbare Lötvolumen zunehmend durch feine Pitch-Abstände, reduzierte Schablonendicken und hohe Packungsdichten begrenzt. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an thermomechanische Stabilität, Drop-Test-Performance und Langzeitzuverlässigkeit.
SolderBonds Löt-Preforms ermöglichen eine definierte und reproduzierbare Erhöhung des Lötvolumens, ohne das bestehende Reflow-Profil oder die Druckparameter anzupassen.
Funktionsprinzip der SolderBonds Löt-Preforms
SolderBonds sind präzise gefertigte Löt-Preforms aus einer definierten Legierung. Sie sind rechteckig oder scheibenförmig ausgeführt und enthalten kein eigenes Flussmittel.
Die Platzierung erfolgt mit Standard-Pick-and-Place-Systemen direkt auf das zuvor gedruckte Lotpastendepot. Entscheidend ist, dass Preform und Paste dieselbe Legierung verwenden. Dadurch schmelzen beide Materialien synchron im Reflow-Prozess.
Das in der Lötpaste enthaltene Flussmittel übernimmt die Aktivierung der Metalloberflächen. Zusätzliche Prozessschritte oder Profilanpassungen sind deshalb nicht erforderlich.
Einfluss auf Lötvolumen und Standoff-Höhe
Das durch die Schablone definierte Pastenvolumen ist häufig der limitierende Faktor für die resultierende Lötmenge. Besonders bei:
- Bottom-Termination-Components (BTC)
- QFN- und DFN-Bauteilen
- Leistungskomponenten mit thermischem Pad
- feinen Strukturen ≤ 0,3 mm Pitch
führt begrenztes Volumen zu reduzierter Standoff-Höhe und erhöhter mechanischer Beanspruchung.
Durch die zusätzliche Metallmasse der SolderBonds steigt:
- das effektive Lötvolumen
- die resultierende Standoff-Höhe
- die Querschnittsfläche der Lötverbindung
Dadurch werden Spannungen, die durch CTE-Mismatch oder mechanische Belastung entstehen, besser verteilt.
Auswirkungen auf Zuverlässigkeit und Drop-Test-Performance
Eine erhöhte Standoff-Höhe reduziert die Scherspannung im Lot bei thermischen Zyklen. Gleichzeitig verbessert eine größere Lötquerschnittsfläche die mechanische Energieaufnahme bei Stoßbelastung.
Das führt typischerweise zu:
- verbesserten Drop-Test-Ergebnissen
- erhöhter Zyklenfestigkeit bei Temperaturwechsel
- reduzierter Rissinitiierung im Lot
- stabileren IPC-konformen Lötstellen
Insbesondere bei mobilen Anwendungen, Automotive-Baugruppen oder Industrieelektronik mit Vibrationseinfluss bietet das zusätzliche Lötvolumen deutliche Vorteile.
Prozessintegration in bestehende SMT-Linien
SolderBonds Löt-Preforms werden in Tape-&-Reel-Verpackung geliefert und können mit Standard-Bestückungsautomaten verarbeitet werden. Dadurch bleibt der SMT-Prozess grundsätzlich unverändert:
- Lotpastendruck
- Platzierung der Preform
- Bauteilbestückung
- Reflow-Löten
Da keine zusätzliche Flussmittelquelle eingebracht wird, erhöht sich die Rückstandsmenge nicht. Gleichzeitig entfällt der Bedarf an alternativen Verfahren wie Wellen- oder Selektivlöten zur Volumenerhöhung.
Im Vergleich zu Step-Stencils oder dickerer Schablone bietet die lokale Volumenerhöhung eine deutlich präzisere Kontrolle über das Lotvolumen an einzelnen Pads.
Verfügbare Legierungen und thermische Kompatibilität
SolderBonds sind in gängigen Legierungen erhältlich, beispielsweise:
- SAC305
- SAC387
- Sn63
- Sn62
- BiSn
Durch die identische Legierungswahl zwischen Paste und Preform bleibt das thermische Prozessfenster stabil. Intermetallische Phasenbildung, Schmelzbereich und Benetzungsverhalten entsprechen dem Standardprozess.
Technisches Fazit
SolderBonds Löt-Preforms stellen eine prozesssichere Methode zur gezielten Erhöhung des Lötvolumens dar. Sie verbessern die mechanische Robustheit, erhöhen die Standoff-Höhe und steigern die thermomechanische Zuverlässigkeit.
Gleichzeitig bleibt die bestehende SMT-Prozesskette unverändert. Dadurch eignen sich SolderBonds insbesondere für Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, feinen Strukturen oder mechanisch stark beanspruchten Baugruppen.
