Bei der Herstellung von Leiterplatten ist die Aushärtung der Lötmaske entscheidend für die Qualität des Endprodukts. Je enger die Verbindungen zwischen den Leitlinien sind, desto wichtiger ist eine richtige Aushärtung – bei zu geringer Aushärtung entstehen Probleme mit der Haftung der Komponenten, bei zu starker Aushärtung wird die Maske spröde und schwer zu bearbeiten. Es geht dabei nicht nur um die Menge an UV-Strahlung, sondern auch darum, ob die spektrale Ausstrahlung mit der Chemie des Photoinitiators in der Maske übereinstimmt.
Was technisch wichtig ist: Eine Galliumlampe erzeugt eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 395–410 nm. Dadurch werden die Strahlungswerte bei 254 nm und 313 nm reduziert – dadurch entsteht weniger Wärme und Ozon. Dadurch entsteht eine höhere Strahlungsintensität bei der dominierenden Wellenlänge, sodass die Energie dort ankommt, wo der Photoinitiator sie effektiv aufnehmen kann.
Es ist wichtig, dass die Lampe eine stabile Strahlung abgibt, dass die spektrale Verteilung über die Lebensdauer der Lampe konstant bleibt und dass das Reflektorsystem für eine gleichmäßige Strahlung sorgt. In der Praxis bedeutet das eine schnellere Verklebung der Komponenten sowie eine geringere Erhöhung der Temperatur des Substrats.
Warum das hier passt: Auf dichten Leiterplatten erreicht die Galliumlampe genau die richtige Energiedichte bei der richtigen Wellenlänge. Dadurch kann die Oberfläche schnell ausgehärtet werden, während gleichzeitig die Strahlung bis in die Ränder der Leitlinien vordringt, ohne dass das Material beschädigt wird. Das Ergebnis sind wiederholbare Haftungseigenschaften in Mikroporen sowie eine Prozesskontrolle, die auch Abweichungen in der Breite der Leitlinien berücksichtigt.
Im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilberquellen funktionieren Galliumlampen oft länger und verbrauchen weniger Energie pro Teil. Das verbessert direkt die Kosten pro Leiterplatte, wenn man die Kosten für Ersatzlampen, Wartungsarbeiten und Ausschuss berücksichtigt.
Was man beachten muss: Galliumlampen sind wellenlängenspezifisch. Deshalb müssen die Reflektorbeschichtungen sowie die optischen Komponenten auf die Wellenlänge von 395–410 nm abgestimmt sein. Wenn man eine Galliumlampe in eine bestehende UV-Anlage integrieren möchte, muss man eventuell die Abmessungen der Lampe sowie die Entfernung zum Aushärtungsfeld anpassen, damit die maximale Strahlungsintensität gewährleistet bleibt.
Falls Sauerstoff ein Problem für die Maske darstellt, sollte man Stickstoff als Schutzgas verwenden. Man sollte sich nicht nur auf die Leistungskraft der Lampe konzentrieren – man muss auch die spektrale Ausstrahlung mit einem Radiometer überprüfen, um den Prozess unter Kontrolle zu halten.