• Lötvorgänge in der Mikroelektronik

    Lötvorgänge in der Mikroelektronik

Lötvorgänge

Kontaktwinkel und Oberflächenspannung als Parameter bei der Optimierung von Lötprozessen

Beim Verlöten von Werkstücken oder beim Auflöten in der Mikroelektronik wird die Haftung durch adhäsive Kräfte an der Grenzfläche herbeigeführt. Daher definieren die vor- und nachbereitende Reinigung, die Benetzung und die Kraft bei der Oberflächenhaftung die Stabilität der Verbindung. Messungen der Oberflächenspannung des Lots sowie Kontaktwinkelmessungen auf dem Werkstück begleiten die Qualitätskontrolle und optimieren den Lötvorgang.

Prüfung der Reinigungsqualität

Fett- und ölhaltige Schichten auf der Oberfläche beeinträchtigen die Benetzung des flüssigen Lots und die Haftung nach dem Erstarren erheblich. Dem Lötprozess geht deshalb in der Regel ein Reinigungsschritt voraus. Eine erneute Reinigung nach dem Lötvorgang ist häufig notwendig, um das Werkstück auf einen nächsten Prozessschritt vorzubereiten.

Die Effektivität der Oberflächenreinigung überprüfen unsere Messinstrumente zur Tropfenkonturanalyse anhand des Kontaktwinkels. Homogen gereinigte Oberflächen weisen überall denselben Kontaktwinkel auf. Mit unserem Instrument Mobile Surface Analyzer – MSA zur mobilen Kontaktwinkelmessung kann die Prüfung zerstörungsfrei auf sehr großen Oberflächen erfolgen. Dadurch kann die Reinigung fertiger Werkstücke unmittelbar vor dem Löten geprüft werden.

Messung der Benetzung und Haftung

Die Haftung des Lots an der Oberfläche des Werkstücks ergibt sich aus dem Zusammenspiel der polaren und dispersiven Kräfte an den Oberflächen der angrenzenden Phasen. Eine Methodenkombination aus Kontaktwinkel- und Oberflächenspannungsmessung erlaubt die Berechnung der Adhäsion und der destabilisierend wirkenden Grenzflächenspannung.

Um die Benetzung des Werkstoffs durch das heiße Lot zu messen, machen wir temperierte Messungen in verschiedenen Temperaturbereichen bis zu 1750 °C möglich. Dadurch kann ein breites Spektrum an Prozesstemperaturen abgebildet werden, um die Benetzung auf die tatsächlichen Bedingungen hin zu optimieren.