Intensive Lotpastentests dank 3D SPI-System
Julia Traut • 22. November 2023
Heraeus Electronics setzt Koh Young Lotpasteninspektion in Entwicklung ein
Wie ist das Auslöseverhalten einer Lotpaste? Und was passiert, wenn sie mal länger steht? Mit solchen Fragen beschäftigt sich Robert Miller bei Heraeus Electronics. Um noch präzisere Tests an den Lot- und Sinter-Applikationsmaterialien durchführen zu können, investierte das Entwicklungszentrum am Standort Hanau in ein 3D Lotpasteninspektionssystem von Koh Young.
Verbindungsaufbautechnologen und Ingenieure arbeiten bei Heraeus Electronics an der perfekten Rezeptur von Lot- und Sinterpasten: Welche druckt besser auf welchem Material? Wenn der Druck gut ist – welches Lötprofil ist dann nötig? Um diese Fragen zu klären, haben die Entwickler mehrere Labore, in denen der komplette SMD-Prozess nachgebildet werden kann. „Mit verschiedenen Prüfmethoden testen wir unsere Lotpasten und ihr Verhalten bei allen Prozessschritten“, sagt Applikations-Teamleiter Robert Miller. Um den Druckprozess nun genauer analysieren zu können, beschaffte Heraeus Electronics 2023 ein 3D Lotpasteninspektionssystem (SPI) der Marke Koh Young.
Im Auswahlprozess machte Robert Miller bei der SmartRep GmbH, deutschsprachiger Distributor von Koh Young, einige Tests. Sofort überzeugte ihn die 3D Messtechnologie des Koh Young Systems: „Wir haben nun exakte 3D-Werte und kennen das genaue Lotpastenvolumen auf jedem Pad.“ Zusammen mit Benjamin Blank von SmartRep konfigurierte er ein SPI-System mit sehr hoher Kameraauflösung: „Die aSPIre3 hat eine Kameraauflösung von 10μm, dadurch können wir die Benetzungstests sehr detailliert auswerten.“ Dabei wird die Piezo-Streifengitter-Technologie durch 4 Projektoren ergänzt, sodass absolut schattenfreie Messungen möglich sind. Weil die Exaktheit der Messergebnisse für Heraeus Electronics entscheidend ist, ist auch die automatische Kompensation der Leiterplattenverwölbung bei jeder Messung ein wichtiger Aspekt, der für die Koh Young Technologie spricht. Selbst Höhenunterschiede zwischen Pad und Lötstopplack kann das System berücksichtigen.
Statistische Analysen
„Während SPI-Systeme im normalen SMD-Prozess in erster Linie für eine gut/schlecht Prüfung eingesetzt und dafür über Prozessfenster gesteuert werden, hat das SPI in der Entwicklungsabteilung eine ganz andere Funktion“, sagt Benjamin Blank von SmartRep, der den Benchmark begleitete. Die Fehlermeldungen sind für die Technologen ein Quell der Erkenntnis. Deshalb wird das SPI-System sehr scharf eingestellt, damit kleinste Abweichungen detektiert und einander gegenübergestellt werden: Wie verhält sich eine Lotpaste auf Gold-, auf Zinn- und auf Kupfer-Pads? „Dies geht weit über gängige IPC-Vorgaben hinaus und zeigt, wie präzise die Koh Young Technologie ist“, so Blank.
Neben der einfachen Softwareoberfläche spielte für den Technologen auch eine wichtige Rolle, dass die SPI-Daten für weitere Auswertungen genutzt werden können: „Wir machen natürlich Tests zur Wiederholbarkeit und untersuchen die Streuung. Da bietet Koh Young mit dem Tool „SPC Plus“ tolle Auswertungsmöglichkeiten in Echtzeit und eine große Datenbasis, denn es werden so viele Werte erfasst: flächenmäßige Benetzung, Volumen, Koplanarität usw.. Für uns war aber auch wichtig, diese Daten unkompliziert in andere Statistiktools einbringen zu können, wo wir sie mit weiteren Daten zusammenbringen.“
Für Robert Miller war nach einigen Testwochen klar, dass das Koh Young SPI-System die richtige Entscheidung ist: „Neben den Analysen sind natürlich auch der ausgezeichnete Support sowie die schnelle Reaktionszeit von SmartRep zu nennen. Das hat uns überzeugt in das Gerät zu investieren und auch im weiteren Austausch mit SmartRep zu bleiben“.
Das Video zum Anwenderbericht:
