HERZLICH WILLKOMMEN. Dipl. Ing. (FH) Walter Tastl I APL Oberflächentechnik GmbH 24. November 2010 TechnoLab GmbH I Berlin

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1 HERZLICH WILLKOMMEN Dipl. Ing. (FH) Walter Tastl I APL Oberflächentechnik GmbH 24. November 2010 TechnoLab GmbH I Berlin

2 1. Unternehmen 2. Was ist smarttin & Was kann smarttin? 3. Fehlerquellen chem. Sn 4. Qualitätssicherung Agenda

3 Unternehmen 1

4 Unternehmen. APL stellt sich vor. Die APL Oberflächentechnik GmbH ist ein auf chemisch Zinn spezialisierter Lohndienstleister und gilt heute als Pionier der chemisch Zinn Technologie Weiterer Meilenstein mit Einführung von smarttin im Jahr 2008 I völlig neue Definition von Service und Qualität Unsere Kunden repräsentieren die gesamte Bandbreite der Elektronik- und Bestückindustrie, wie zum Beispiel - nationale / internationale Leiterplattenhersteller - europäische EMS Industrie - weltweit agierende Unternehmen mit eigener Baugruppenfertigung - zunehmend kommen selbst Auftraggeber aus fernöstlichen Lohnniedrigländern hinzu. Unternehmen Seite 4

5 Unsere Mission. Der eigene Anspruch. Qualitätsführerschaft bei der chemisch Zinn Dienstleistung mit smarttin Unseren Kunden einen Mehrwert schaffen, um sich damit gegen ihren eigenen Wettbewerb zu behaupten Durch vorausschauendes Denken und Handeln begeistern Unsere Technologie steht im Einklang mit dem Umweltschutz - Wir reden nicht nur über Umweltschutz, wir betreiben in aktiv Oberstes Umweltziel ist die nachhaltigen Schonung der Ressourcen Boden, Luft und Wasser vier Handlungsmaximen, an denen Sie uns messen können: - Höchste Produkt- und Servicequalität im chemisch Zinn - Ein hervorragendes Preis- Leistungsverhältnis - Absolute Termin- und Liefertreue - Know-how Partizipation und Know-how Transfer für unsere Kunden Unternehmen Seite 5

6 Dienstleistungsspektrum. smarttin als First ~ / Second Source 0,8µm bis 1,0µm (jeweils mit einem c pk - Wert = 1,333) Garantierte Lagerzeit von 6 respektiv 12 Monaten Max 1,2µm (kleinster Wert 1,2µm, ohne c pk Wert) Anwendungsbereich: Sondertechniken und problembehafteten Aufträgen Eil - Service Schnelldienste / Prototyping / max. 150m2 pro Tag Lagerkonzept Weltweites Sourcing > Oberflächenfinish smarttin > Frischeservice für die Bestückung Outsourcing chem. Sn-Prozess Kompetenzstärkung (Konzentration auf eigene Stärken) Qualitätsoptimierung (Spezialisten konzentrieren sich auch auf Detailfragen) Kostentransparenz (Abgrenzungsprobleme bei integrierte Fertigungsbereiche) Serviceverbesserung (Flexibilität und Dynamik ist das Geschäft des Dienstleisters) Unternehmen Seite 6

7 APL Firmenhistorie. Unternehmen Seite 7

8 Was ist smarttin? 2

9 Was ist smarttin? smarttin = 17 Jahren chemisch Zinn Know-how + spezielle Anlagenund Verfahrenstechnik + zuverlässigen Prozesschemie sehr kompakte, feinkristalline und porenarme chemisch Zinn Schicht Abgrenzung zu den am Markt befindlichen chemisch Zinn-Schichten durch einen eingetragenen Markennamen Schichtstärke wahlweise zwischen 0,8µm bis 1,3µm Zinnanteil von >98,5 % (spezielles Additivs verhindert zuverlässig das Ausbilden und Wachsen von Whiskern) Prozessierung bei schonenden 70 Grad (in ca Minuten, Verwinden und/oder Verwölben der LP nicht möglich) Sacklöcher und Laserbohrungen rückstandfrei spülbar (bis 150µm; AR1:1) Spezielles Spülkonzept > Kontaminationsmessungen zeigen Werte von deutlich < 1,55 µg/cm 2 NaCl- Äquivalent Dies sind nur einige Bausteine von Vielen, um ein perfektes Lötergebnis zu erreichen. Was ist smarttin? Seite 9

10 Was ist smarttin? Daten & Fakten Anlagentechnik. Stannatech Prozess Chemie von Atotech Deutschland GmbH Vorreinigungskaskaden (H 2 SO 4 /H 2 O 2 - basierend) 5 Module chem. Sn-Bad (unterbrechungsfreie Verzinnung der LPs) Ionix - finale Reinigung der Lotstopplackoberfläche PostDip - Schutzschicht, welche Verfärbungen beim Reflow-Löten verhindert Prozessierung unter Schutzgas-Atmosphäre (Stabilisierung des Prozesses) Ultraschall-Unterstützung beim Einlauf chem. Zinnbad & Bestandteil Spülkonzept FlowBox separate Kühl- und Entspannungszone Kompletter Prozess wird mit VE Wasser betrieben Hauseigene Brunnen- und VE-Wasseranlage state-of-the-art Anlagentechnik, mit der optimalen Ausstattung für Direktlieferungen an Endanwender! Was ist smarttin? Technologie Seite 10

11 Horizon Anlage. 3er-Hochdruckkaskade 2-stufige Microätzung 3er-Hochdruckkaskade Ionix US - Unterstützung 5 Module chem. Sn-Bad 3er-Kaskade US - Unterstützung Lötstoppmaskenreinigung Flow-Box Kotrollzone III Basis: H 2 SO 4 / H 2 O 2 1. Platteneinlauf Kotrollzone I Pre - Dip Vortauchlösung chem. Sn-Spülung Kotrollzone II Post-Dip Anti-Yelloing 2er - Hochdruckkaskade Jet-Trockner Platten-Auslauf Was ist smarttin? Seite 11

12 Was kann smarttin? Belastungsprobe mit echtzeitgelagerten Targets. Echtzeitgelagerte Targets (½ - Jahr und 1 Jahr) Schichtstärke 0,8µm mit c pk Wert 1,33 (im Mittel 0,86µm) Maximale Belastung: Feuchte Wärme (60 Grad C, 87% rlf, 168h) + 6x Reflow Ergebnis der Untersuchungsreihe. die Oberflächenmetallisierung ist sehr robust gegenüber moderaten klimatischen Belastungen (trockene & feuchte Wärme) übliche Lötbelastungen (2-3x Reflow nach vorheriger 6 bzw. 12 monatiger Echtzeitlagerung) werden ohne signifikante Benetzungsdefizite gut überstanden bei den künstlich gealterten Proben ist eine leichte Verschlechterung bei der Benetzung von Durchkontaktierungen im Vergleich zu den ungealtert Proben erkennbar 6 Reflowdurchgänge und moderate feuchte Belastung (80h) jeweils als Einzelbelastung führen noch zu keiner signifikanten Verschlechterung der Benetzungsqualität (gemäß IPC A-610D) eine kombinierte Belastung (feuchte Wärme und anschließend trockene Wärme) erscheint kritischer und führt zu signifikanten Benetzungsdefiziten der Nachverzinnungsvorgang (Refresh) ist sehr effektiv, eine totgealterte Leiterplatte konnte wieder in einen gut lötbaren Zustand versetzt werden der Refresh - Vorgang erhöht die Gesamt-Schichtdicke (intermetallische Phase + Reinzinnschicht), wobei der Zuwachs wohl ausschließlich einem Reinzinnauftrag zuzurechnen ist das Löten von Bauteilen nach einer realitätsnahen Alterung (1 Jahr Echtlagerung in Produktionsumgebung) ist ohne Schwierigkeiten möglich, die Reinzinn- Schichtdicke verringert sich etwa um 15-20% Was kann smarttin? Seite 12

13 Was kann smarttin? Folgende Kernaussagen leitet Fraunhofer ISIT aus der Untersuchungsreihe ab: Basierend auf den Untersuchungsergebnissen ist die smarttin - Schicht eine sehr robuste und strapazierfähige Lötoberfläche Selbst bei niedrigen Zinnschichtdicken von 0,8μm (cpk = 1,333) und einer Echtzeitlagerung von 12 Monaten hält smarttin zwei Reflow- und einen Schwalllöttest stand Es lässt sich nachweislich mit dem smarttin - Refreshprozess eine bereits tote chemisch Zinn Schicht wieder in einen lötfreudigen Zustand überführen Bei einer parallelen Untersuchung von Robert Bosch GmbH I Dr. Hennecken wurden die Ergebnisse bestätigt! Was kann smarttin? Seite 13

14 Fehlerquellen chem. Sn 3

15 Ursachen von Lötfehlern. drei mögliche Ursachen für eine schlechte Lötbarkeit Leiterplatte Designfehler Lackverarbeitung etc. Schlechtes Lötverhalten z.b. Oberfläche hält keinen zweiten Lötvorgang stand Zinnschicht Zinn - Whisker Kontamination auf der Schicht Kontaminationen in der Schicht etc. Lösung IPC konforme Leiterplattenproduktion Preiswertes Sourcing ist oftmals nicht die günstigste Lösung Lötprozess Fehlerhafte Prozessparameter Lösung Abstimmung der Baugruppenfertigung an a.) Lötoberfläche und b.) Bauteile/PCB Lösung Minimierung von Abbauprodukten im Prozess (Cu, Sn 4+, Organik) Einsatz modernster Prozesstechnik Permanentes Monitoring des Prozesses Fehlerquellen chem. Sn Seite 15

16 Fehlerquellen chem. Sn. Möglicher Ansatz refresh - Prozess Chemisch Zinn kann industriell Nachgearbeitet werden Zinn auf Zinn Verfahren / kein Sn strippen Selbstausheilende Wirkung vor refresh - Prozess nach refresh - Prozess Fehlerquellen chem. Sn Seite 16

17 Qualitätssicherung 4

18 Qualitätssicherung. Qualität ist unser höchstes Gut. Die APL Oberflächentechnik GmbH ist nach ISO 9001:2008 und ISO 14001:2004 zertifiziert. Die Eckpfeiler der konstant hohen Qualität ist die Summe vieler Einzelmaßnahmen - permanente analytische Überwachung die Prozesschemie (intern wie auch extern) - Hausinterne Schwalllöttests der smarttin - Beschichtung nach einer zuvor simulierter Alterung X-Ray Messung bei Warenausgang (bei refresh Prozess auch bei Wareneingang) regelmäßige Ringmessung gewährleisten eine hohe Messgenauigkeit Bezogen auf unseren Jahresdurchsatz (m2) betrug die Reklamationsquote im Jahr ,076% (Jahr 2008: 0,108% - Jahr 2007: 0,167%). Ständiges Monitoring ist Grundlage für eine einwandfreie Prozessführung. Qualitätssicherung. Seite 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.