Lotperlen

Charakteristik:

Kugelförmige (Durchmesser selten >0,2mm bis vielfach <0,05mm), teils räumlich statistisch verteilte, teils um Lötanschlüsse gruppierte Lotrückstände.

Lotperlen bei BGAs

Beschreibung:
Lotperlen unter einem BGA. Deutlich zu erkennen sind eine Vielzahl kleiner Lotperlen zwischen den BGA-Lötstellen. Die visuelle Kontrolle ist ohne kostenintensive Geräte kaum durchführbar, da die Lötverbindungen durch das Bauelement verdeckt sind. Locker anhaftende Lotperlen stellen eine Gefahr für elektrische Kurzschlüsse dar. Eine Nacharbeit (Reinigung) muss durchgeführt werden. In diesem Fall ist dies jedoch kaum möglich (Prozessoptimierung).

Ursachen/Abhilfe:

  • Druckversatz im Lotpastendruck
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone
  • Lotpaste hat Wasser aufgenommen (Hydroskopie)
  • zu rasches Aufheizen im Lötprozess
  • Lötbarkeitsmängel auf Pads und Pins
  • Konturenstabilität der Lotpaste mangelhaft
  • Oxydgehalt des Lotpulvers zu hoch
  • Flussmittelaktivität zu schwach

Lotperlen unter einem BGA Bildquelle:
X-Ray, Röntgendurchstrahlung

Lotperlen bei CMCs

Beschreibung:
Lotperle an einem CMC 0805. Hier ist ein typischer Connected Solderball zu sehen, wie er sehr häufig an zweipoligen Bauelementen zu finden ist. Nach dem Bestücken bildet sich unter dem Bauelement ein Kapillarspalt, in den Flussmittel und Lotkörner der Lotpaste eingesogen werden können. Aufgrund der während des Lötens wirkenden Adhäsions-, Kohäsions- und Gravitationskräfte verjüngt sich dieser Spalt beträchtlich. Das unter dem Bauelement befindliche Lot wird herausgequetscht und bildet aufgrund seiner Oberflächenspannung eine Lotperle.

Ursachen/Abhilfe:

  • Lotpastendruck fehlerhaft
  • Landeflächendimensionen nicht angepasst oder fehlerhaft
  • Benetzungsprobleme im Aufschmelzprozess
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone bei Druck

Lotperlen bei einem CMC Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Beschreibung:
Lotkugel seitlich des CMC links (Connected Solderball).

Ursachen/Abhilfe:

  • Lotpastendruck fehlerhaft
  • Landeflächendimensionen nicht angepasst oder fehlerhaft
  • Benetzungsprobleme im Aufschmelzprozess
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone bei Druck

Lotkugel an einem CMC Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Beschreibung:
Lotkugel seitlich des CMC links (Connected Solderball).

Ursachen/Abhilfe:

  • Lotpastendruck fehlerhaft
  • Landeflächendimensionen nicht angepasst oder fehlerhaft
  • Benetzungsprobleme im Aufschmelzprozess
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone bei Druck

Lotkugel seitlich an einem CMC Bildquelle:
REM

Beschreibung:
Lotkugeln zwischen zwei CMC-Bauelementen. Wenn die Lotkugeln leicht von der Baugruppe zu lösen, sollte eine Reinigung erfolgen.

Ursachen/Abhilfe:

  • Lotpastendruck fehlerhaft
  • Landeflächendimensionen nicht angepasst oder fehlerhaft
  • Benetzungsprobleme im Aufschmelzprozess
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone bei Druck

Lotkugeln zwischen zwei CMC Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Allgemein

Beschreibung:
Einzeln liegende Lotperle nach Reflowlöten. Augenmerk sollte auf systematisch bzw. nicht systematisch vorkommende Beobachtungen gelegt werden. Hier ist eine nicht systematisch entstandene Lotperle gezeigt, die aufgrund vertragender Lotpaste im Lötprozess entstanden ist. Eine Reinigung ist dann vorzusehen, wenn die einzeln vorkommenden Perlen leicht von der BG zu lösen sind.

Ursachen/Abhilfe:

  • Druckversatz im Lotpastendruck
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone

einzelne Lotperle auf Leiterplatte Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Lotperlen bei SO

Beschreibung:
Lotperlen zwischen den Anschlussbeinchen eines SO-IC. Schlecht bzw. nicht benetzbare Leiterpattenoberflächen können Lotperlen zur Folge haben. Die Lotperlen entstehen durch das von der nicht benetzbaren Oberfläche abperlende Lot. Eine Reinigung ist in jedem Falle vorzusehen, da sich lösende Lotperlen Kurzschlüsse erzeugen können.

Ursachen/Abhilfe:

  • Flussmittelaktivität zu schwach
  • Lotpulveroxydgehalt zu hoch
  • Konturenstabilität nach Rakeldruck mangelhaft
  • Lötbarkeitsmängel bei Pads / Pins
  • Reflowprofil mangelhaft

Lotperlen bei SO Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Beschreibung:
Einzelne Lotkugeln zwischen den Lötstellen an einem SO16 nach Wellenlötung. Auch hier wird empfohlen die Baugruppe von den Lotkugeln zu befreien, wenn die Kugeln leicht zu entfernen sind. Es ist zu prüfen, welche Lotabdeckmasken besonders zur Lotkugelbildungen neigen.

Ursachen/Abhilfe:

  • Flussmittelauftrag mangelhaft
  • Flussmittelaktivität zu schwach
  • Abdeckmaske mangelhaft (Oberfläche)
  • Lötprozessparameter fehlangepasst

Lotkugeln an einem SO16 Bildquelle:
REM

Beschreibung:
Lotkugeln auf der Gehäuseoberseite eines SO14 nach Wellenlötung. Dieser schnell lokalisierbare Fertigungsfehler ist sehr selten zu beobachten. Aufgrund schlecht eingestellter Fertigungsparameter (Lotwinkel, Löttemperatur, etc) und rauer Oberflächestruktur des IC kam es zu diesem Fehlerbild.

Ursachen/Abhilfe:

  • Lötparameter (Lotwinkel, Temperatur) nicht angepasst
  • Signifikante Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit des IC-Gehäuses
  • Fluxerprozess begünstigt Lotperlenbildung

Lotkugeln an einem SO14 Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Beschreibung:
Weiteres Beispiel für Lotkugeln zwischen den Lötstellen eines SO-IC nach Wellenlötung.

Ursachen/Abhilfe:

  • Flussmittelauftrag mangelhaft
  • Flussmittelaktivität zu schwach
  • Abdeckmaske mangelhaft (Oberfläche)
  • Lötprozessparameter fehlangepasst

Lotkugeln an einem SO-IC Bildquelle:
REM
Lotkugeln an einem SO-IC Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto

Lotperlen bei SOT23

Beschreibung:
Einzelne Lotperle an einem SOT23 nach Wellenlöten. Haupteinfluss auf diese Erscheinung hat die Lötstoppmaske (Oberflächenbeschaffenheit, Topologie, Temperaturverhalten)

Ursachen/Abhilfe:

  • Flussmittelauftrag mangelhaft
  • Flussmittelaktivität zu schwach
  • Abdeckmaske mangelhaft (Oberfläche)
  • Lötprozessparameter fehlangepasst

Lotperlen bei SOT23 Bildquelle:
REM

Lotperlen bei Zweipolern

Beschreibung:
Lotperle an einem Chipwiderstand. Gleicher Effekt wie unter CMC beschrieben.

Ursachen/Abhilfe:

  • Lotpastendruck fehlerhaft
  • Landeflächendimensionen nicht angepasst oder fehlerhaft
  • Benetzungsprobleme im Aufschmelzprozess
  • vertragene Lotpaste
  • unsaubere Schablone bei Druck

Lotperle an einem Zweipoler / Chipwiderstand Bildquelle:
visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto
Haben Sie Probleme mit Lotperlen ?

Unsere Analytikabteilung kann Ihnen bei der Ursachensuche behilflich sein.

zur Schadensanalytik bei TechnoLab