Verunreinigungen auf der Baugruppe beeinträchtigen die Beschichtung Alles im Lack?

Alles im Lack?

Zur Reinheitsqualifikation lassen sich unter anderem der etablierte J-Standard 001-D und der Leitfaden der Gesellschaft für Korrosionsschutz zum Thema Beschichten heranziehen. Für eine vollständige Qualifizierung sind demnach folgende Verfahren erforderlich:

 

 

  • Optische Reinheitskontrolle (gemäß IPC A610D)
  • Prüfung auf Harzrückstände
  • Ionische Kontaminationsmessung (gemäß IPC-TM-650)
  • Prüfung auf Vernetzungsgifte
  • Prüfung auf Flussmittelaktivatoren
  • Oberflächenspannung auf dem Lötstopplack

 

 

Harzrückstände sind kritisch, da sie die Lackhaftung beeinträchtigen. Besonders bleifreie Lote weisen aufgrund der veränderten chemischen Zusammensetzung eine größere Menge an Harzrückständen auf. Sie lassen sich mittels chemischem Schnelltest wie dem Zestron Resin Test nachweisen, der über die Farbgebung auch die lokale Verteilung nachweist. Der nach dem J-Standard 001 D erlaubte Grenzwert für Harzrückstände liegt beispielsweise für Klasse-3-Baugruppen bei nur 40 μg/cm², was etwa dem Harzanteil auf einer Lötstelle entspricht. Baugruppen der Klasse 2 dürfen 100 μg/cm² Harz aufweisen und Baugruppen der Klasse 1 entsprechend 200 μg/cm².

 

Mittels Contaminometer lassen sich lösliche, leitfähige – ionische – Kontaminationen nachweisen. »Allerdings ist der im JSTD-001-D vorgegebene Grenzwert von 1,56 μg/cm² NaCl-Äquivalent mit Vorsicht zu betrachten «, warnt Strixner, »da dieser Wert nicht mehr den aktuellen Anforderungen entspricht.« Es komme vielmehr auf Erfahrungswerte an, wo sinnvolle Grenzwerte anzusiedeln sind. Wenn beschichtet werden soll, wird eine ionische Kontamination von weniger als 0,4μg/cm² NaCl Äquivalente empfohlen. Als Faustregel gilt: Ein großes Ionenäquivalent weist auf eine große Menge hygroskopischer Verunreinigungen hin, die wiederum zur Delamination der Schutzschicht führen können. Eindeutig ist dieses Messverfahren jedoch laut Strixner nicht, da es keine Aussage über die lokale Verteilung der Verunreinigung erlaubt. Um optisch nicht sichtbare leitfähige Verunreinigungen festzustellen, die unter anderem Kriechströme verursachen könnten, hat Zestron einen einfach anzuwendendes Verfahren entwickelt: den Zestron Flux Test, der auf einer Farbreaktion basiert. Damit lassen sich Aktivatoren nachweisen und gleichzeitig die lokale Verteilung der Verschmutzung visualisieren. »Mit Hilfe des Flux Testes können wir beispielsweise die Korrosionsgefahr vor allem unter Schutzlacken erkennen, eine mögliche Kriechstromgefahr einschätzen oder korrosionsinduzierte Unterbrechungen nachweisen«, so Strixner (s. Abb. 2).

 

Um eine ausreichende Benetzung und eine gute Haftung auf dem Lötstopp zu gewährleisten, sollte die Oberflächenspannung mit kalibrierten Testtinten bestimmt werden. »Dabei sollte der Wert von 40 mN/m nicht unterschritten werden«, ergänzt Strixner. »Mit den beschriebenen Verfahren lassen sich die kritischen Verunreinigungen nachweisen. Um jedoch alle Anforderungen an die Oberflächenreinheit gemäß JSTD-001-D und GfKORR-Leitfaden in der Produktion einzuhalten, muss häufig ein Reinigungsprozess integriert werden«, weiß Strixner. Dieser sollte nicht nur die Aufgabe der Entfernung von Verunreinigungen übernehmen, sondern auch die Voraussetzungen dafür schaffen, dass die Beschichtung optimal haftet, denn nur dann ist eine Schutzlackierung überhaupt sinnvoll.