Das Löten auf flexiblen Substraten ist eine Herausforderung, da selbst Standard-Niedrigtemperaturlote auf Wismutbasis nicht mit Substraten wie PET oder sogar hitzestabilisiertem PET kompatibel sind, die keine hohen Temperaturen vertragen.
Um dieses Problem zu lösen, verwenden viele leitfähige Klebstoffe. Dies ist eine gute Lösung, hat aber mehrere Nachteile: (1) man vermisst die automatische Selbstausrichtung des Lots, die ein wesentliches Merkmal bei SMT-Prozessen ist; (2) leitfähige Klebstoffe können zum Gesamtwiderstand beitragen, wodurch die flexible Hybridelektronik noch weiter von den standardmäßigen PI-basierten FPCB-Techniken entfernt ist (geringere Leitfähigkeit der gedruckten Tinte im Vergleich zu Bulk-Kupfer plus geringere Leitfähigkeit der leitfähigen Klebstoffverbindungen im Vergleich zu Standardlot); und (3) enge Pitch-Größen werden schwer zu unterstützen sein.
Die von Pulse Forge Inc. (ausgegliedert aus NovaCentrix) entwickelte digitale Wärmeverarbeitung bietet eine Lösung. Wie unten gezeigt, erhöht ein schneller Lichtimpuls die Oberflächentemperatur des Substrats sehr schnell, während das Substrat selbst relativ kühl bleibt, was das Sintern von Druckfarben auf Niedrigtemperaturen wie PET und Papier ermöglicht.
Diese Eigenschaft wurde bereits ausgiebig in Verbindung mit Druckfarben genutzt. Unglaublicherweise wurde kürzlich gezeigt, dass es auch mit Lot funktioniert. Die zweite Folie zeigt, wie die PulseForge-Technologie in weniger als einer Sekunde Standard-SAC305-Lot aufschmelzen kann, wobei gute Verbindungen entstehen und auch die automatische Neuausrichtung des Lots genutzt wird.
Die nächste Folie zeigt, wie die PulseForge-Technologie zum Löten auf Al auf PET eingesetzt werden kann, was zum Beispiel die R2R-Produktion von LED-Folien auf Al-metallisiertem PET-Substrat ermöglicht.
Interessanterweise kann diese Technologie auch auf FR4-Substrate angewendet werden. Hier gibt es zwei entscheidende Vorteile: (1) schnelles Reflow in nur wenigen Sekunden (1-3s), wodurch Zeit gespart wird (der Standard-Reflow-Prozess dauert beispielsweise 120s bei 235C), und (2) energiearmes Reflow mit 10 % der Energie, die für Standard-Reflow-Öfen erforderlich ist, wodurch der Prozess umweltfreundlicher" wird.
Die Folie unten zeigt, dass die Scherfestigkeit der Lötverbindungen, die mit der intensiven Pulslichttechnologie und der Standard-Reflow-Ofentechnologie hergestellt wurden, vergleichbar sind. Das nächste Dia zeigt, dass die Verbindungen von hoher Qualität sind, mit einem sehr geringen Hohlraumgehalt und dass eine gute dünne intermetallische Schicht nach dem Pulslicht-Reflow gelötet wird.
Kann man auch Verbindungen löten, bei denen keine direkte Sichtverbindung besteht? Die Ergebnisse von QFN- und anderen Gehäusen, bei denen die Lötstellen nicht direkt sichtbar sind, zeigen, dass dies möglich ist, auch wenn es nach unserer Einschätzung noch einer erheblichen Optimierung bedarf.
Wir gehen sogar davon aus, dass ein erhebliches Know-how des Bedieners erforderlich ist, um die Belichtungsparameter auf der Grundlage des Lots, des Substrats und der Gehäuse auf einer Leiterplatte zu optimieren, um intensives Pulslichtlöten zu ermöglichen, da es sich immer noch um eine nicht standardisierte SMT-Reflow-Technologie mit einer neuen Lernkurve handelt.
Beachten Sie, dass die Inline-Versionen der PulseForge-Maschinen 300 m breite Substrate verarbeiten können.
Das sind fantastische Ergebnisse. Das Werkzeug löst ein wichtiges Problem in der flexiblen Hybridelektronik. Angesichts seiner Schnelligkeit und seines geringen Energiebedarfs kann es auch im allgemeinen SMT-Geschäft auf Standardsubstraten wie FR4 einen bedeutenden Beitrag leisten. Die Auswirkungen in der SMT-Welt werden jedoch nicht über Nacht eintreten, da sich die Technologie noch bewähren und weiterentwickeln muss, um zu einem Standardprozess zu werden, insbesondere wenn sie jemals den etablierten Reflow-Prozess ersetzen soll, der alle Lote auf komplexen, großformatigen Leiterplatten mit einer Vielzahl von IC- und Verbindungstypen verarbeiten kann. [This is automatically translated from English]
