Helmut Öttl, application management e project management, Rehm Thermal Systems GmbH

Introduzione

Nell“ambito della fabbricazione di elementi di elettronica, stanno costantemente salendo le pretese sulla gestione dei cosiddetti „Voids“ nei punti di saldatura, vale a dire che e richiesta una riduzione sempre maggiore o una eliminazione totale delle cavità nella tecnica di collegamento tra il punto di connessione dell“elemento strutturale e quello del pad di connessione. A causa delle varianti in costante evoluzione delle così dette Bottom Terminated Components (BTC), ogni giorno e necessario affrontare nuove sfide. Non solo le geometrie di connessione sono un punto cruciale, ma spesso ci sono anche numerosi „tranelli“ da superare. Nella prima parte vengono illustrate le motivazioni e alcuni principi fondamentali, argomenti che poi verranno in parte completati con i rispettivi risultati e prospettive per il futuro.

I fattori che influiscono sulla formazione dei giunti saldati nella fabbricazione di un insieme di componenti, e dunque anche sulla loro qualità, sono determinati da così tanti parametri che non e più possibile calcolarli con certezza e sono sempre più difficili da controllare e da contenere. Nella figura 2 e stato raffigurato un quadro generale dei fattori che influiscono nel Gruppo di lavoro sui pori e che ci offrono una prima impressione della complessità della problematica. In questo ambito esistono tuttavia solamente due fattori che possono essere utilizzati subito prima della fabbricazione di questi insiemi di componenti, per ridurre o eliminare la formazione dei Voids. Da una parte abbiamo la maschera e la configurazione per l“apertura, dall“altra abbiamo l“utilizzo stesso della tecnologia della saldatura sottovuoto. A tal proposito, le saldature sottovuoto possono essere utilizzate come „vigili del fuoco“ nel caso in cui dovesse inaspettatamente presentarsi un numero maggiore di cavità durante il processo produttivo. In questo modo, nulla vieta di impostare un procedimento standard, ne l“impostazione di un profilo standard, poiche sarà possibile adattarlo ad eventuali variazioni della qualità delle forniture degli elementi strutturali, della superficie delle schede o della variazione di carica delle paste.

Negli impianti a saldatura sottovuoto moderni, come CondensoX, oltre alla produzione di serie e possibile impostare anche riparazioni di insiemi di componenti nei quali, nel primo procedimento di saldatura con un impianto a saldatura tradizionale, si fossero create delle cavità troppo grandi, per cui gli elementi stessi sarebbero dovuti essere contrassegnati come scarti, poiche non conformi alle norme IEC o ai criteri IPC.

La definizione di sottovuoto e definita nella DIN 28400 come segue: „La parola sottovuoto sta ad indicare lo stato di un gas all“interno di un contenitore, qualora la pressione di quest“ultimo, e quindi anche la densità delle sue particelle, fosse più bassa di quella esterna, oppure qualora la pressione del gas fosse minore di 300 mbar, e quindi inferiore al più basso livello di pressione atmosferica misurabile sulla superficie terrestre.“

A tal proposito, negli impianti sottovuoto moderni non si parla più di una semplice aspirazione dell“atmosfera, ma piuttosto l“utente ha la possibilità sia di influenzare la transconduttanza (gradienti) durante la creazione del sottovuoto, sia di attivare dei tempi di arresto a una pressione specifica. In questo modo soprattutto gli elementi strutturali sensibili, o anche fondenti, hanno la possibilità di adattarsi alle nuove condizioni ambientali. L“alternativa porterebbe al danneggiamento o degli elementi strutturali oppure degli spruzzi di saldatura. Questo profilamento sottovuoto non e tuttavia da considerarsi come un passaggio separato, ma piuttosto e a disposizione durante l“intero processo produttivo. Attraverso questo procedimento e possibile adattare, oltre al profilo della temperatura, anche le condizioni di pressione, adempiendo così a diversi compiti. Avrete la possibilità di estrarre l“umidità dell“aria assorbita dalla pasta per saldare prima di effettuare una saldatura, oppure ad esempio di sostituire durante il processo stesso l“intero volume del gas a 160°, per eliminare i residui evaporati dal materiale delle schede o dalla pasta per saldare ed evitare che questi si condensino sugli elementi strutturali durante il processo di raffreddamento (ad es. componenti ottici). CondensoX offre all“utente la più alta flessibilità possibile per reagire in modi diversi a seconda delle varie situazioni e per poter agire in maniera mirata e riproducibile sul processo di fabbricazione dell“insieme di componenti in questione.

Come anteprima della seconda parte, nella figura 4 si puo vedere il profilo della temperatura e del sottovuoto con il quale CondensoX (http://www.rehm-group.com) salda elementi strutturali BGA e QFN durante lo studio dello sviluppo in relazione all“ambiente. Durante questo studio e stata effettuata non solo una saldatura con e senza sottovuoto sugli insiemi di componenti, ma e stata anche variata l“apertura della maschera. Da qui deve dedurre che e effettivamente possibile influenzare il risultato dei Void durante i due processi di saldatura.

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