PSA-Stickstoffsystem in der Elektronikfertigungsindustrie

Hauptanwendungen & Technische Details

SMT-Refowlötung: Bei diesem Verfahren wird Stickstoffgas (typischerweise mit einer Reinheit von 99,9 % bis 99,95 % oder 500–1000 ppm O₂) in die Vorheiz-, Löt- und Kühlzonen des Reflow-Ofens eingeleitet, um eine Atmosphäre mit geringem Sauerstoffgehalt zu erzeugen. Die wichtigsten Vorteile sind:

1. Verminderte Oxidation: Reduziert die Oxidation von Leiterplattenpads, Bauteilanschlüssen und geschmolzenem Lot erheblich und verbessert dadurch die Lötbarkeit.

2. Weniger Lötfehler: Verringert die Oberflächenspannung des Lötzinns und verbessert dadurch seine Benetzungseigenschaften und Fließfähigkeit. Dies reduziert mikroskopische Fehler wie BGA-Voids, Lötperlenbildung und Kurzschlüsse erheblich.

3. Starke Reduktion von Schlackenbildung: Verringert die Bildung von Lötschlacke (Lötoxid) um 80–90 %, wodurch erhebliche Einsparungen bei teurem bleifreiem Lot ermöglicht werden.

Wellenlöten: Eine Stickstoff-„Schutzatmosphäre“ wird verwendet, um die Oberfläche der Lötwellen abzudecken. Dieser inerte Schutz verhindert, dass das geschmolzene Lot mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt, wodurch die Schlackenbildung stark reduziert sowie die Durchdringung und Gesamtqualität der Lötstellen verbessert werden.

Halbleiterwaferfertigung: In nahezu jeder Phase der Halbleiterfertigung – einschließlich Photolithografie, Ätzen, Tempern und Verpacken – Ultra-Hochrein (UHP, 99,9995 % oder höher) stickstoff ist unverzichtbar. Er dient als Trägergas, Schutzatmosphäre und Spülgas, um selbst geringste Sauerstoff- oder Feuchtigkeitsmengen daran zu hindern, die empfindlichen Wafer zu kontaminieren.

Wichtige technische Aspekte bei Hochreinstickstoff-Systemen
Bei der Auswahl eines PSA-Stickstoff-Systems für die präzisionsgeführte Elektronikindustrie reicht es nicht aus, lediglich ein maximales Reinheitsniveau zu erreichen. Entscheidungsträger sollten sich auf zwei weiterführende technische Faktoren konzentrieren, die letztendlich entscheidend sind, um die Ausbeute des Endprodukts sowie langfristige Betriebskosten zu bestimmen:

1. Höchste Reinheitsstabilität: Erfolg in der Elektronikfertigung wird an Parts Per Million (PPM) gemessen. Während des Lötvorgangs kann bereits eine kurzfristige Reinheitsschwankung (ein leichter Anstieg des Sauerstoff- oder Feuchtigkeitsgehalts) dazu führen, dass eine gesamte Charge teurer Komponenten aussortiert werden muss. Daher besteht der entscheidende Vorteil eines hochwertigen Systems nicht nur in seiner Fähigkeit, konstant UHP-reine Qualität zu liefern , sondern in der Fähigkeit, , selbst unter dem Stress schwankender Produktionslasten.

2. Kontrolle über Spurenkontaminationen: Neben Sauerstoff sind Spuren von feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffen in der Gasströmung die "unsichtbaren Killer" in der Halbleiter- und Hochdichtungs-Leiterplattenfertigung. Eine erstklassige Lösung muss ein vollständiges, durchgängiges Reinigungssystem sein. Dies erfordert nicht nur ein hochleistungsfähiges Trennmaterial (CMS), sondern auch ein tiefgreifend optimiertes mehrstufiges Luftfiltrations- und Trocknungssystem , das sicherstellt, dass jeder Schritt, von der Luftansaugung bis zum Stickstoffausgang, mit dem alleinigen Ziel der Erreichung von absoluter Reinheit konzipiert ist .