Alle Leiterplatten mit FR4 Basismaterialien oder ähnlichen Werkstoffen können durch die hygroskopische Eigenschaft des Basismaterials bereits während der Fertigung, des Transports und der anschließenden Lagerung Feuchtigkeit aufnehmen. Dies kann bei der Weiterverarbeitung, speziell bei thermischen Prozessen, zu erheblichen Problemen und im Besonderen zu Delaminationen führen. (Lesen Sie hierzu auch gerne die Detailerläuterung am Ende der Seite)
Geltende Empfehlung
Bitte beachten Sie die geltende Empfehlung der IPC lt. IPC-1601 (aktuellste Version)
Lagerbedingungen und Lagerfristen
Um eine zusätzliche Feuchtigkeitsaufnahme der Leiterplatten während der Lagerung zu vermeiden und die optimale Lötbarkeit zu erhalten empfehlen wir die folgenden Parameter zur Lagerung unserer Leiterplatten:
Empfohlene Lagerbedingungen:
- Lagertemperatur 18-22° C
- Relative Luftfeuchte: 30-50 %
- Direkte Sonneneinstrahlung soll vermieden werden
- Kein Kontakt der Lötflächen mit bloßen Händen
Zulässige Lagerfristen der Leiterplatten-Oberflächen:
- HAL bleifrei: 12 Monate
- Chemisch Gold: 12 Monate
- Chemisch Zinn: 4 Monate
Hinweise:
- Leiterplatten sollten bis zur Bestückung in der geschlossenen Transportverpackung verbleiben
- Die Lötflächen der Leiterplatten sollten nicht direkt mit den Händen angefasst werden um Verunreinigungen durch Fette oder ähnliches zu vermeiden
- Leiterplatten aus geöffneten Transportverpackungen sollten nach maximal einer Woche verarbeitet werden
Empfohlene Parameter für das Tempern
Unsere Leiterplatten werden bereits während des Fertigungsprozesses getrocknet, nach dem Versand sind aber weder die Transportumstände noch die Lagerungsbedingungen immer optimal. Für die Weiterverarbeitung empfehlen wir deshalb, gerade nach längerer Lagerung, ein vorheriges Trocknen (Tempern) der Leiterplatten. Diese Maßnahme erhöht deutlich die Fertigungssicherheit.
Abhängig von Art und Oberfläche der Leiterplatte -> hierzu auch Tabelle 3-1 aus IPC-1601
Leiterplatten bestehen aus den verschiedensten Materialen und entsprechend viele Eigenschaften werden darin kombiniert. Zumeist bestehen die Leiterplatten aus mehreren Lagen. Diese sind: Kupferfolien, Prepregs und der Kern. Prepreg und Kern bestehen aus Harz mit Glasgewebe, häufig wird der Begriff FR4 oder Basismaterial verwendet. Eine der Eigenschaften der Leiterplatten ist, dass diese aus der Umwelt Feuchtigkeit aufnehmen und einlagern können, da sie wasseranziehend (hygroskopisch) sind.
Grundsätzlich werden unsere Leiterplatten bereits während des Fertigungsprozesses getrocknet und in einer geschlossenen, schützenden Transportverpackung versendet. Auch empfehlen wir bis zur Verarbeitung die Leiterplatten in der geschlossenen Transportverpackung zu belassen.
Es ist aber nicht auszuschließen, dass während des Transports sowie der anschließenden Lagerung wieder Feuchtigkeit aufgenommen wird. Weder die Transportumstände (Seefracht, Sommer, Winter, Regentag) sowie die Lagerungsbedingungen sind immer optimal. Auch die Lagerdauer kann sich hier negativ auswirken, vor allem bei größeren vorgefertigten Stückzahlen, die einen langen Zeitraum bis zur Verarbeitung eingelagert werden und unverarbeitete Leiterplatten in der geöffneten Verpackung zurück bleiben. Bei der Weiterverarbeitung in thermischen Prozessen wie dem Löten kann es dann zu erheblichen physikalischen Reaktionen und damit Abweichungen im Lötprozess kommen. Diese zeigen sich dann zum Beispiel als Delamination der Leiterplatte oder durch Ausgasungen.
Aus den zuvor benannten Gründen und der branchenweiten Erfahrung listet das Regelwerk der IPC-1601 das Trocknen als notwendigen Vorbereitungsschritt für den Baugruppenfertigungsprozess, der damit den thermischen Prozessen der Weiterverarbeitung vorzuschalten ist. An dieser Stelle muss hervorgehoben werden, dass Starr-Flex-Leiterplatten und Multilayer immer getrocknet werden sollen. Das Leiterplattendesign, der Aufbau der Leiterplatte sowie das eingesetzte Basismaterial hat ebenfalls Einfluß. Bei Flexlagen oder großen Kupferflächen benötigt die Trocknung aufbaubedingt mehr Zeit. Für alle Leiterplattentypen gilt, dass die Weiterverarbeitung direkt nach dem vollständig abgeschlossenen Trockenvorgang erfolgen soll. Dies um eine erneute Feuchtigkeitseinlagerung zu verhindern.
Die Empfehlung der IPC-1601 in Tabelle 3-1 unterscheidet hier zwischen den verschiedenen Endoberfläche (HAL, chem. Gold etc.) und gibt Temperatur- und Zeitempfehlungen für diesen vorbereitenden Prozesssschritt des Trocknens. Wie zuvor beschrieben reduziert sich das Risiko in der Fertigung durch die Einhaltung der Regelwerks der IPC-1601 und erhöht damit die Fertigungssicherheit deutlich.