要約：パワーコンポーネントの小型化への進行中の傾向により、SMTプロセスのはんだ接合部の無損失熱伝導性はますます重要になっています。 したがって、パワーエレクトロニクスにおけるボイドのないはんだ接合の役割がより重要になります。 はんだ付け中にボイドが発生すると、実際の熱伝導が低下し、パワーコンポーネントが故障するまで熱損傷を引き起こす可能性があります。 このため、Ersa GmbHは、はんだ付けプロセス中のボイドの形成を最小限に抑える新しい技術を開発し、工業用はんだ付けプロセスでの実用性とプロセス時間への影響をテストしました1。
この開発の結果は、機械的な正弦波作動を適用することにより、コンポーネントとPCBの間の液体はんだのボイドを減らす普遍的な技術です。 主にPCBは、PCBレベルで10 µm未満の振幅の縦波によって刺激されます。 定義された周波数範囲でのPCBのこの正弦波作動中、PCBレイアウトに関係なく、この領域の自己共振が刺激されます。 スイープ刺激の開始周波数が低いため、分子鎖（FR-4のfe）に損傷を与えることなく、PCBの振動が穏やかに均一に伝播します。 周波数の強化により、PCB基板の硬化、弾性率の増加、および減衰係数の減少により、液体はんだのエネルギー伝達が改善されます。 それにより、低密度の領域、いわゆるボイドが振動によってはんだ接合部から移動します。 定義された周波数範囲でのPCBの正弦波作動は、この範囲の全スペクトルにわたって作動するため、この周波数範囲でのPCBのすべての自己共振も刺激されます。 これにより、はんだ接合部のボイドの減少につながる相対的なせん断運動の振動伝播により、液体はんだが繰り返し刺激されます。 コンポーネントへのスイープ刺激は、主に液体はんだによって吸収され、振動伝達による損傷からコンポーネントを保護します。 スイープ刺激のプラスの副作用は、パッド上のコンポーネントの中心化と、パッド上のはんだの最適な広がりです。 ボイド最小化のプロセスは、サイクル時間の大幅な増加を引き起こすことなく、数秒以内に行われます2。
ボイド最小化プロセスの決定的なことは、十分な数の自己共振を刺激することです。 このために、固有モードのシミュレーションモデルと実際の回路基板での多数の試験が行われました。 とりわけ、掃引で刺激される個々の共振周波数のe-モジュールの増加の影響、およびこれに起因する掃引作動のエネルギー伝達がボイド最小化率に及ぼす影響を分析しました。 ここで、固有モードの数とボイド最小化の結果の間には直接的な関係があります。