Ranking der qualitätsvergleichenden Lötprozesse

Um es gleich vorwegzunehmen, bei diesem Thema handelt es sich um eine rein theoretische Betrachtung. Die hier aufgelisteten Fakten, sind dann erreichbar, wenn in einer perfekten Fertigungsumgebung, mit Vorprodukten ohne Toleranzen etc., gearbeitet wird. Dies ist faktisch nicht der Realität entsprechend. Bei allen Prozessvarianten der Aufbau- und Verbindungstechnik ist die finale Lötqualität abhängig von optimalen Layoutgeometrien der Baugruppen, Pin-Pad-Bauteil-Geometrien und benetzungsfreudigen Metallisierungen aller beteiligten Bauteile. Hinzu kommen die zugehörigen Flussmittel und Lötmaterialien sowie das ganzheitliche Lötautomationskonzept.

Trotzdem schauen wir uns die Frage, welcher Lötpozess die besten, qualitativen Ergebnisse liefert, von der rein technischen Seite an. Den folgenden Lötprozessvergleichen liegt eine physikalische Qualitätsgewichtung als erste Orientierung zugrunde. Der Prozessfähigkeitsindex Cpk oder die parts per million (ppm)-Werte sind zunächst unabhängig und damit neutral vom Hersteller der Lötautomation zu bewerten. Wobei die reale ppm-Toleranzspanne sehr wohl von der Kernkompetenz und Professionalität des Lötautomationsherstellers abhängig ist.

Den Qualitätskennzahlen von Cpk, ppm und prozentualen Ausschuss liegen folgende Umrechnungen zugrunde:

1ppm=0,0001% 0,3 als Cpk-Wert entspricht 32% entspricht 320.000 ppm

1,00 als Cpk-Wert entspricht 2,7% entspricht 2700 ppm

1,33 als Cpk-Wert entspricht 0,0063% entspricht 63 ppm

Das Ranking der qualitätsvergleichenden Lötprozesse stellt sich wie folgt dar:

Miniwellen-Lötprozess unter Schutzgas: 0,01 bis 0,05 %: 100 bis 500 ppm

Laser-Lötprozess: 0,1 bis 3% = 1.000 bis 30.000 ppm

Kolben-Lötprozess: 0,9 bis 7% = 9.000 bis 70.000 ppm

Thermoden-Lötprozess: 0,3 bis 3% = 3.000 bis 30.000 ppm

Induktions-Lötprozess: 0,3 bis 3% = 3.000 bis 30.000 ppm

Zum Vergleich:

Reflow-Lötprozess: 0,005 bis 0,030%: 50 bis 300 ppm

Mit dieser Herangehensweise können alle selektiven Lötprozesse zueinander bewertet und mit den zusätzlichen Randbedingungen in ein wirtschaftliches Gesamtverständnis gestellt werden. Für eine vorausschauende Qualitätsbewertung ist daher eine Prozessevaluierung unter realen Prozessbedingungen unabdingbar. Durch dieses Vorgehen besteht die Möglichkeiten, der geplanten Investitionsentscheidung.