Izvleček: Zaradi nenehnega trenda k miniaturizaciji komponent moči, toplotna prevodnost spajkalnih spojev v procesih SMT dobiva vse večji pomen. Zato postaja vloga spajkalnih spojev brez praznin v električni elektroniki bolj osrednja. Praznine, ki se razvijejo med spajkanjem, zmanjšajo dejanski toplotni prenos in lahko povzročijo termične poškodbe komponent moči do izpada. Zaradi tega je Ersa GmbH razvila novo tehniko za zmanjšanje tvorjenja teh praznin med postopkom spajkanja in preizkusila svojo uporabnost v postopkih industrijskega spajkanja ter vpliv na čas procesa1.
Rezultat tega razvoja je univerzalna tehnika za zmanjšanje praznin v tekočem spajkalu med komponento in PCB z uporabo mehaničnega sinusoidnega sproženja. Primarno PCB stimulira vzdolžni val z amplitudo manj kot 10 µm na nivoju PCB. Med tem sinusno aktivacijo PCB v določenem frekvenčnem območju se stimulirajo samo-resonance tega območja, ne glede na postavitev PCB. Nizka začetna frekvenca stimulacije pometa zagotavlja nežno, homogeno širjenje vibracij v PCB, ne da bi pri tem poškodovali verige molekul (fe v FR-4). Intenziviranje frekvence povzroči zaostrenje podlage za PCB, povečanje modula elastičnosti in zaradi zmanjšanega faktorja dušenja izboljšan prenos energije tekočega spajkalnika. S tem se območja z nizko gostoto, tako imenovane praznine, z vibracijo odstranijo iz spajkalnega spoja. Ker se sinusno aktiviranje PCB v določenem frekvenčnem območju aktivira v celotnem spektru tega območja, se stimulirajo tudi vse samoresonance PCB v tem frekvenčnem območju. Tako tekoča spajka večkrat spodbudi širjenje vibracij v relativno strižnem gibanju, kar vodi do zmanjšanja praznin v spajkalnem spoju. Stimulacija pometa na sestavne dele večinoma absorbira tekoče spajkanje, ki ščiti komponente pred poškodbami, ki jih povzroči prenos vibracij. Pozitivni stranski učinki stimulacije pometanja so centriranje komponent na blazinici in optimizirano širjenje spajkalnika na blazinico. Proces minimiziranja praznin poteka v nekaj sekundah, ne da bi prišlo do občutnega povečanja časa cikla2.
Odločilna stvar za postopek zmanjševanja praznine je stimulacija zadostnega števila samo-resonanc. Za to so potekali simulacijski lastni modeli in številni pregledi na dejanskih vezjih. Med drugim smo analizirali vpliv povečanja e-modula na vsako posamezno resonančno frekvenco, ki je bila stimulirana v pomiku, in prenos energije sprožitve pometa, ki izhaja iz tega, na hitrost minimiziranja praznin. Tu je neposredna povezava med številom lastnih modelov in rezultatom minimizacije praznin.