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Voidarme und zuverlässige Lötverbindung

CMOS-Sensoren – Herausforderung in der Kamera-Fertigung

16. Juni 2016, 11:15 Uhr | Karin Zühlke

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Konvektionslöten mit Problemen

Beim herkömmlichen und kostengünstigsten Verfahren zur Kamerafertigung bestückt ein Automat die Leiterplatten mit sämtlichen elektronischen Bauteilen inklusive des Bild-Sensors und verfährt danach – ebenfalls automatisch – die Baugruppe in den direkt angeschlossenen Lötofen. Dieser verbindet die Bauteile im Reflow-Konvektionsverfahren elektrisch und mechanisch mit der Platine. Durch den hohen Automatisierungsgrad lassen sich auf diese Weise kleine und große Stückzahlen sehr schnell und kosteneffizient produzieren. Allerdings gelingt dies nur durch eine aufwändige und detaillierte Abstimmung von Leiterplattenoberfläche, Lotpaste und Lötprofil. In einem Standard-Lötprozess sind die Kriterien der IPC-A610 hinsichtlich der Poren im Lot kaum prozessstabil erreichbar.

Ist Dampf-Löten mit Vakuum eine Alternative?

Bei großflächigen Lötstellen ist das Kondensationslöten bzw. Dampfphasenlöten mit Vakuum-Unterstützung ein probates Verfahren zur Herstellung porenarmer Lötverbindungen. Das Verfahren wird häufig für Leistungskomponenten angewandt, bei denen neben der elektrischen Verbindung auch Kriterien wie die Wärmeleitung und Stromdichte eine Rolle spielen.
Bei den genannten CMOS-Sensoren ist das Verfahren nach Auskunft von Walter Quinttus allerdings ungeeignet: Das hohe Gewicht und der geringe Abstand zur Leiterplattenoberfläche führe trotz optimierter Vakuum-Unterstützung zu suboptimalen Lötergebnissen, so der Experte. »Zwar sinkt das Volumen der Poren auf eine akzeptable Größe, das Verschleppen von Lot durch den plötzlichen Gasaustritt aus der Lötstelle ist aber selbst bei feiner Vakuum-Dosierung nicht stabil zu verhindern.« Auch wirtschaftlich birgt dieses Verfahren demnach Nachteile, da die Lötanlagen meistens nicht in einer vollautomatischen Fertigungslinie stehen, sondern als Batch-Anlagen betrieben werden und dadurch zusätzliche Handlingskosten verursachen.