- Es ist viel über die Vermeidung von Hohlräumen beim Löten mit zinn-silber-kupferhaltigen Bleifrei-Lötmassen geschrieben worden. Exzessive Löt-Hohlräume können Zuverlässigkeitsprobleme verursachen, besonders bei Anwendungen, wo die Bleifrei-Baugruppen während des Gehäuseaufbaus Vibrationen oder Biegungen ausgesetzt sind. Hohlräume können außerdem die Thermaleingenschaften verschlechtern und die elektrische Integrität herabsetzen.

- Es muss erklärt werden, dass kleine Hohlräume von Fall zu Fall die Zuverlässigkeit erhöhen können, indem das Muster der Spalten verändert wird. Untersuchungen haben ergeben, dass keine Minderung der Zuverlässigkeit eintritt, wenn Höhlräume von bis zu 25% des Volumens der Verbindungsstelle auftreten. Hohlräume können teilweise auf Grund der kompressiven Natur der Lufttaschen dem Spannungabbau dienen.

- Das wird in dem technischen Papier „Voiding: Occurrence and Reliability Issues with Lead-free’’ („Hohlraumbildung: Auftreten und Zuverlässigkeitsfragen mit Bleifrei“) von Martin Wickham vom Nationalen Physikalischen Labor dokumentiert.

• Lötmassenchemie

• Oberflächenspannungseffekte

• Thermalprofil

• Oxidation der äußeren Oberfläche von Lötverbindungsstellen

• Abschlussgeometrien, Form der Verbindungsstellen

• Metallisierung der Endstellen für Platten und Komponenten

• Komponententafel-Ausgasung während des Rückflusses

- Bleifreilegierungen wie SAC-Legierungen haben im Vergleich zu 63/37 etwas höhere Oberflächenspannungen. Es ist wichtig, eine Lötmasse zu wählen, die eine Fließchemie hat, die für die höheren Vorheiz- und Spitzentemperaturen entwickelt wurde. Eine Lötmasse zu wählen, die keine Harze und Aktivatoren enthält, die sich bei den höheren Temperaturen spalten, ist die primäre Voraussetzung für die Vermeidung von Hohlräumen. Gute Lötmittelhersteller entwickeln Fließsysteme für Bleifreilegierungen. Die Informationen über das Hohlraumbildungspotential des Lötmittels steht oft schon während des Auswahlprozesses zur Verfügung.

- Eine Optimierung de Rückflussprofils zur Entfernung von Dämpfen durch eine Verlängerung der Vorheizzeit und eine Erhöhung der Zeit über die Verflüssigung hinaus wird helfen, Hohlraumeinschlüsse zu reduzieren. Ebenso helfen wird die Sicherstellung, dass die Komponenten und Platten frei von Feuchtigkkeit und Verunreinigungen sind. Es hat sich gezeigt, dass Kupfer-OSP dazu neigt, etwas größere Hohlraumvolumen zu bilden – im Vergleich zu Ni/Au und Silberlegierungen, die viel weniger bilden.

- In Einzelfällen sind die Verbindungsstellengeometrien Begünstiger. Komponenten wie bleifreie Chipträger oder große, ebene Oberflächen senkrecht zur Platte verhindern ein Ausgasen während des Lötprozesses, was in einem Ansteigen der Hohlraumbildung resultiert. Lötfließnebenprodukte, und zwar sowohl.

- Flüssigkeiten als auch Gase, müssen ihren Weg aufwärts langsam nehmen. Komponentengeometrien, die den richtigen Aufwärtsfluss beeinträchtigen, werden ebenfalls zu einem Ansteigen der Hohlraumbildung führen.

Röntgenbild Hohlräume in BGAs