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Elektronikproduktion | 12 Januar 2010

Sorglos-Lagerung OSP - beschichteter Leiterplatten

Um sich einen Richtwert fĂŒr die Lagerung und den Feuchtigkeitsschutz elektronischer Bauteile zu verschaffen wird man in den einschlĂ€gigen IPC-Normen schnell fĂŒndig. Anders jedoch wenn man dergleichen fĂŒr Leiterplatten sucht.
Da es hierfĂŒr keine verbindlichen Richtwerte fĂŒr Lagerung und Feuchtigkeitsschutz gibt, werden diese oft dementsprechend stiefmĂŒtterlich behandelt. Dabei können gerade mit einer fachgerechten Lagerung mit Hilfe der Trockentechnik erhebliche Vorteile erzielt werden: So bleiben beschichtete Leiterplatten wesentlich lĂ€nger einsetzbar und feuchtigkeitsbedingte SchĂ€den können komplett eliminiert werden. Eine gĂ€ngige FR4 Leiterplatte nach der bleifreien BestĂŒckung Die grĂ¶ĂŸten Vorteile im Bereich beschichteter Leiterplatten können fĂŒr OSP-Beschichtungen erzielt werden. Diese sind zwar sehr preiswert, neigen aber unter normaler AtmosphĂ€re stark zur Oxidation mit anschließenden Benetzungsproblemen. Die Ursache hierfĂŒr liegt in der reinen KupferoberflĂ€che welche nur durch die OSP-Schicht geschĂŒtzt wird. Bei normalen klimatischen Bedingungen in der Fertigung kommt bereits nach wenigen Minuten zum abscheiden eines unsichtbaren Wasserfilms (3-5 Atomlagen) auf der OberflĂ€che. Dies wiederum startet einen Diffusionsprozess welcher zu einem Dampfdruckausgleich durch die OSP-Schicht hindurch fĂŒhrt. Die Elektrolytische Wirkung der WassermolekĂŒhle fĂŒhrt zu einer rasanten Oxidation der Kupfer-OberflĂ€che und lĂ€sst die Leiterplatte schnell unter den Mindestwert der Benetzbarkeit sinken. Dieser Effekt ist ĂŒbrigens auch bei anderen, nicht gasdichten Beschichtungen (z.B. Nickel) zu beobachten. Hinzu kommt die unterschiedliche LieferqualitĂ€t der Leiterplattenhersteller. Oft wird ein einfacher Folien- oder ESD-Beutel an stelle eines MBB-Beutels verwendet. So verpackt, kommen manche beschichtete Leiterplatten bereits durchfeuchtet beim BestĂŒcker an. Werden diese so gelagert sind sie nach kurzer Zeit nicht mehr verwendbar. Um solche Risiken zu vermeiden und bereits aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen, bietet sich das schonende trocknen in einem so genannten RĂŒck-Trockenschrank (z.B. Totech) an. Die bereits aufgenommene Feuchtigkeit wird der Leiterplatte ohne Temperaturstress durch einen geregelten Trocknungsprozess mit einem Wasserdampfgehalt von weniger als 0,5 g/mÂł, faktisch ein „Feuchtevakuum“entzogen. Eine weitere Oxidation wird durch die Entfernung des Elektrolyten sofort gestoppt. Lagersysteme die mit Raumtemperatur arbeiten, sind optimal fĂŒr die anschließende Lagerung geeignet. So entfeuchtet und gelagert ist die OSP-beschichtete Leiterplatte optimal geschĂŒtzt und ĂŒber einen langen Zeitraum mit stabilen Benetzungseigenschaften einsetzbar. Auch bei weniger kritischen Beschichtungen ist eine trockene Lagerung notwendig: Bei Heißluft verzinnten Leiterplatten beispielsweise, ist die Beschichtung zu Beginn besser benetzbar als bei OSP-Leiterplatten. Auch hier bildet sich unter Feuchtigkeitseinwirkung eine Oxidschicht an der OberflĂ€che, die die Lötbarkeit einschrĂ€nkt. Dieser Vorgang kann ebenfalls mit Hilfe eines Trockenschranks verhindert werden wodurch diese wesentlich lĂ€nger bei konstanter Benetzbarkeit verarbeitet werden können. Abgesehen von der verlĂ€ngerten Lagerzeit, lassen sich mit der oben beschriebenen Totech Technologie auch Fehler im Lötprozess, die durch Feuchtigkeit hervorgerufen werden, vermeiden. Zu den bekanntesten Defekten gehören Delaminierungen und Popcorning. Quelle: Totech Europe
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