AF 4818-PbF

Geeignet für

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  Wellenlöten

  Wellenlöten ist ein Massenlötverfahren, das in der Elektronikfertigung verwendet wird, um elektronische Bauteilen mit einer Leiterplatte zu verbinden. Das Verfahren wird in der Regel für Bauteilen mit Durchkontaktierungen verwendet, kann aber auch zum Löten einiger SMD-Bauteile (Suface Mount Device) eingesetzt werden, die mit einem SMT-Kleber (Surface Mount Technology) auf die Unterseite der Leiterplatte geklebt werden, bevor sie den Wellenlötprozess durchlaufen. Der Wellenlötprozess umfasst drei Hauptschritte: Fluxen, Vorheizen und Löten. Ein Förderband transportiert die Leiterplatten durch die Maschine. Die Leiterplatten können in einem Rahmen befestigt werden, damit die Breite des Förderbandes nicht für jede einzelne Leiterplatte angepasst werden muss. Das Fluxen erfolgt in der Regel mit einem Sprühfluxer, aber auch Schaumfluxen und Jet-Fluxen sind möglich. Das flüssige Flussmittel wird von der Unterseite der Leiterplatte auf die Oberfläche und in die Durchkontaktierungen aufgetragen. Der Zweck des Flussmittels ist es, die lötbaren Oberflächen der Leiterplatte und der Bauteilen zu desoxydieren und der flüssigen Lotlegierung zu ermöglichen, eine intermetallische Verbindung mit diesen Oberflächen einzugehen, wodurch eine Lötstelle entsteht. Das Vorheizen hat drei Hauptfunktionen. Das Lösungsmittel des Flussmittels muss verdampft werden, da es nach dem Auftragen seine Funktion verliert und zu Lötfehlern wie Lötspritzer und Lötperlen führen kann, wenn es im flüssigen Zustand mit der Lötwelle in Berührung kommt. Flussmittel auf Wasserbasis benötigen im Allgemeinen mehr Vorheizung zum Verdampfen als Flussmittel auf Alkoholbasis. Die zweite Funktion des Vorheizens besteht darin, den Wärmeschock zu begrenzen, wenn die Leiterplatte mit dem flüssigen Lot der Lötwelle in Berührung kommt. Dies kann für einige SMD-Bauteile und Leiterplattenmaterialien wichtig sein. Die dritte Funktion des Vorheizens besteht darin, den Durchstieg des Lots in den Durchkontaktierungen zu fördern. Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen der Leiterplatte und dem flüssigen Lot wird das flüssige Lot abgekühlt, wenn es in die Durchkontaktierung eindringt. Thermisch schwere Leiterplatten und Bauteilen können dem flüssigen Lot so viel Wärme entziehen, dass es bis zum Erstarrungspunkt abgekühlt wird, wo es erstarrt, bevor es nach oben gelangt. Dies ist ein typisches Problem bei der Verwendung von Sn(Ag)Cu-Legierungen. Eine gute Vorheizung begrenzt den Temperaturunterschied zwischen der Leiterplatte und dem flüssigen Lot und verringert somit die Abkühlung des flüssigen Lots beim Aufstieg in die Durchkontaktierung. Dadurch ist die Chance größer, dass das flüssige Lot die Oberseite der Durchkontaktierung erreicht. In einem dritten Schritt wird die Leiterplatte über eine Lötwelle geführt. Ein Bad, das mit einer Lotlegierung gefüllt ist, wird auf Löttemperatur erw¨rmt. Diese Löttemperatur hängt von der verwendeten Lotlegierung ab. Die flüssige Legierung wird durch Kanäle in einen Wellenformer gepumpt. Es gibt verschiedene Arten von Wellenformern. Ein traditioneller Aufbau ist eine Chip-Welle in Kombination mit einer laminaren Hauptwelle. Die Chip-Welle pumpt das Lot in Richtung der Leiterplattenbewegung und ermöglicht das Löten der Rückseite von SMD-Bauteilen, die durch den Körper des Bauteils selbst vom Wellenkontakt in der laminaren Welle abgeschirmt sind (Schatteneffekt). Die laminare Hauptwelle fließt nach vorne, aber die verstellbare Rückplatte ist so positioniert, dass die Leiterplatte die Welle in einen Rückfluss drückt. Dadurch wird vermieden, dass die Leiterplatte durch die Reaktionsprodukte des Lötens gezogen wird. Ein Wellenformer, der immer beliebter wird, ist die Wörthmann-Welle, die die Funktion der Chip-Welle und der Hauptwelle in einer Welle vereint. Diese Welle ist empfindlicher für die richtige Einstellung und Brückenbildung. Da bleifreie Lotlegierungen hohe Arbeitstemperaturen benötigen und zur starken Oxidation neigen, werden viele Wellenlötprozesse unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Eine neue Markttendenz, die von einigen als die Zukunft des Lötens angesehen wird, ist die Verwendung einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wie z.B. LMPA-Q. LMPA-Q benötigt weniger Temperatur und reduziert die Oxidation. Sie hat auch einige kostenbezogene Vorteile, wie z.B. einen geringeren Stromverbrauch, geringeren Verschleiß der Lötrahmen und keinen Bedarf an Stickstoff. Außerdem wird die thermische Belastung der elektronischen Bauteilen und der Leiterplattenmaterialien geringer.
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  Sprühfluxen

  Das Sprühfluxen ist eine Technologie, die in der Elektronikfertigung verwendet wird, um beim Wellenlötprozess Flussmittel auf die Leiterplatte aufzutragen. Das Flussmittel wird benötigt, um die zu verlötenden Oberflächen zu desoxydieren. Der Vorteil des Sprühfluxens ist, dass das Flussmittel im System wenig bis gar nicht mit der Luft in Berührung kommt und die Flussmittelqualität nicht überwacht werden muss. In den meisten Systemen wird das Flussmittel direkt aus dem Flussmittelbehälter oder aus einem Flussmitteltank durch eine Düse gepumpt, wo es mit Druckluft gemischt wird, um einen Sprühkegel/Sprühstrahl zu bilden. Die Sprühdüse bewegt sich von links nach rechts, während die Leiterplatte über sie transportiert wird. Ziel ist es, eine gleichmäßige Flussmittelschicht auf die Oberfläche (Unterseite) der Leiterplatte und in die Durchkontaktierungen aufzutragen. Die physikalische Konstruktion der Sprühdüse in Kombination mit einem bestimmten Luftdruck bestimmt den Sprühkegel und die Sprühbreite. Diese Sprühbreite bestimmt, wie schnell sich die Düse von links nach rechts bewegen muss, um bei einer bestimmten Transportgeschwindigkeit der Leiterplatte ein gleichmäßiges Sprühbild zu erhalten. Die Transportgeschwindigkeit der Leiterplatte wird in der Regel durch den gewünschten Durchsatz bestimmt, aber durch die thermische Masse der Leiterplatte begrenzt. Es ist immer ratsam, von beiden Seiten der Düsenbewegung zu sprühen, um Schatteneffekte durch tiefe Taschen von Leiterplattenträgern oder SMD-Bauteilen auf der Unterseite zu vermeiden. Der Luftdruck muss so eingestellt werden, dass der Sprühkegel genügend Kraft hat, um das Flussmittel in die Durchkontaktierungen zu bringen. Ein zu hoher Luftdruck kann jedoch dazu führen, dass das Flussmittel zwischen den Träger und die Leiterplatte gepresst wird, wo es vom Wellenkontakt abgeschirmt wird und als unverbrauchter Flussmittelrückstand auf der Leiterplatte verbleibt. Ein zu hoher Luftdruck kann auch Bauteile mit einem lockeren Pin-zu-Loch-Verhältnis versetzen und zu mehr Maschinenverschmutzung mit Flussmittel führen. Um die korrekte Einstellung für ein gleichmäßiges Sprühbild zu überprüfen, kann ein Karton anstelle der Leiterplatte verwendet werden, der vor dem Vorheizen aus der Maschine genommen wird und auf eine gleichmäßige Verfärbung überprüft wird. Systeme, bei denen die Flussmitteldüse von einem (Schritt-)Motor angetrieben wird, sind generell gleichmäßiger als Systeme, die einen Pneumatikzylinder verwenden, und bieten eine bessere Chance auf ein gleichmäßiges Sprühbild. Um die richtigen Einstellungen für eine gute Benetzung von der Durchkontaktierungen durch das Flussmittel zu finden, kann ein Papier oben auf die unbestückte Leiterplatte gelegt werden. Es wird vor dem Vorheizen aus der Maschine genommen und an jeder Stelle, an der sich eine Durchkontaktierung befindet, auf Verfärbungen überprüft. Mit dieser Methode lässt sich jedoch kein zu enges Pin-zu-Loch-Verhältnis testen, da die Bauteile nicht bestückt sind, aber in vielen Fällen kann diese Methode ein guter Hinweis auf eine korrekte Einstellung sein. Die richtige Flussmittelmenge ist die Menge an Flussmittel, die zu guten Lötergebnissen führt und die die geringste Rückstandsbildung zur Folge hat. Diese Menge kann von einer Leiterplatte zur anderen erheblich variieren. Am besten findet man diese optimale Flussmittelmenge durch Ausprobieren (trial and error). Eine ziemlich hohe Flussmittelmenge, bei der die Leiterplatte zwar optisch nass ist, aber kein Flussmittel von der Leiterplatte tropft, kann als Ausgangspunkt dienen. Dann kann die Flussmittelmenge schrittweise reduziert werden, bis Lötfehler wie Brückenbildung, 'Icycles'(Lötnadeln ), 'Webbing' (Lot auf der Lötstoppmaske), usw... auftreten. Dann kehrt man zu der vorherigen Einstellung zurück, bei der diese Lötfehler nicht auftraten. Die Einstellungen für diese optimale Flussmittelmenge können dann auf eine Testplatine angewendet werden, die vor und nach dem Fluxen gewogen wird. Es ist ratsam, dies mehrere Male zu tun und einen Durchschnittswert zu berechnen. Dieser Wert kann dann verwendet werden, um eine regelmäßige Prozessstabilitätsprüfung mit dieser Testleiterplatte durchzuführen. Flussmitteldüsen aus rostfreiem Stahl sind plattierten Düsen vorzuziehen, da sie eine höhere Kompatibilität mit wasserbasierten Flussmitteln aufweisen. Flussmittel auf Wasserbasis reagieren generell empfindlicher auf die richtigen Einstellungen des Sprühfluxers als Flussmittel auf Alkoholbasis. Es ist ratsam, ein Flussmittel aus der 'OR L0'-Klassifizierung zu verwenden, das zudem absolut halogenfrei ist. Diese Flussmittel führen zu der geringsten Rückstandsbildung auf der Leiterplatte und bieten die höchste Zuverlässigkeit der auf der Leiterplatte verbleibenden Rückstände. Darüber hinaus besteht bei diesen Flussmitteln das geringste Risiko von ICT (In Circuit Test) Kontaktproblemen, von Verstopfungen der Flussmitteldüsen und die Rückstände lassen sich am einfachsten von der Maschine und den Trägern reinigen.
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  Jet-Fluxen

  Jet-Fluxen oder Microjet-Fluxen oder Drop-Jet-Fluxien ist eine Technologie, die in der Elektronikfertigung verwendet wird, um selektiv Flussmittel auf die zu lötenden Oberflächen im Selektivlötprozess und manchmal auch im Wellenlötprozess aufzubringen. Das Flussmittel wird benötigt, um diese Oberflächen zu desoxydieren. Eine Düse schießt winzige Tropfen des Flussmittels aus einem unter Druck stehenden Flussmitteltank auf die Unterseite einer Leiterplatte. Die Düse kann in einer X/Y-Ebene positioniert werden (Punktuelles Fluxen) oder sich entlang einer Bahn in der X/Y-Ebene bewegen (Linienfluxen). Normalerweise steht die Leiterplatte während des Flussmittelauftrags still, aber einige eigenständige Systeme wie ICSF Select können das Flussmittel auftragen, während sich die Leiterplatte bewegt, was bei einem Wellenlötprozess mit hohem Volumen wichtig sein kann. Die Menge des Flussmittels kann programmiert werden und wird je nach System in Tropfen/s, Hz,... angegeben. Für das Punktfluxen kann die Zeit programmiert werden und für das Linienfluxen die Geschwindigkeit. Das Ziel des Jet-Fluxers ist es, Flussmittel auf die zu lötenden Oberflächen aufzutragen, d.h. auf die Oberfläche des Bauteilanschlüsses und auf die Oberfläche der Durchkontaktierung der Leiterplatte. Je nach Größe des Bauteils und dem Verhältnis vom Pin zu Loch gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Fluxer so zu programmieren, dass das Flussmittel auf den zu lötenden Flächen landet. Dies erfordert etwas Erfahrung. Es ist auch empfehlenswert, dass während des Lötvorgangs kein Flussmittel außerhalb des Kontaktbereichs mit der Lötdüse aufgetragen wird. Dieses Flussmittel erfährt keine Lötwärme und verbleibt als nicht verbrauchter Flussmittelrückstand auf der Platine. Je nach verwendetem Flussmittel und der Empfindlichkeit des elektronischen Geräts können diese Rückstände kritisch für die Zuverlässigkeit des elektronischen Geräts sein. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, ein Flussmittel der 'L0'-Klassifizierung zu verwenden, das zudem absolut halogenfrei ist. Flussmittel, die speziell für das Selektivlöten entwickelt wurden, wie z.B. SelectIF 2040 und IF 2005C, bieten die beste Möglichkeit, das Flussmittel nur auf die zu lötenden Oberflächen aufzutragen und gleichzeitig das beste Lötergebnis zu erzielen. Außerdem ist es wichtig, dass die Positionierung des Jet-Fluxers regelmäßig kalibriert wird, um sicherzustellen, dass sich die Düse genau dort befindet, wo sie programmiert wurde. Wenn Sie Zweifel daran haben, dass der Jet-Fluxer das Flussmittel dort aufträgt, wo es programmiert ist, kann als Kontrolle eine Leiterplatte gefluxt werden ohne den nachherigen Vorheiz- und Lötvorgang. Wenn die Leiterplatte aus die Maschine kommt, kann sie von der Unterseite kontrolliert werden, um den korrekten Flussmittelauftrag zu überprüfen. Ein Problem, das manchmal auftritt, ist die Verstopfung der Düse durch eingetrocknete Flussmittelrückstände. Bei einigen Systemen wird überprüft, ob das Flussmittel aus der Düse kommt, bei anderen nicht. In diesem Fall ist es ratsam, Flussmittel der 'OR'-Klassifizierung zu verwenden, d.h. sie enthalten weder Kolophonium noch Harz, die klebrige Substanzen sind, die diese Düsenverstopfung verursachen können. Auch eine regelmäßige Reinigung der Düse ist ratsam. Wenn ein Flussmittelfilter im System vorhanden ist, überprüfen Sie diesen Filter regelmäßig auf Verstopfung. Erhöhen Sie nicht den Druck im Flussmitteltank, um ein Problem mit einer verstopften Düse zu lösen.

Die wichtigsten Vorteile

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  Auf Kolophoniumbasis

  Rosin auch bekannt als Kolophonium, ist ein Naturprodukt, das von Bäumen stammt. Es gibt viele Arten von Kolophonium mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften, aber einige allgemeine Eigenschaften gelten. Als Teil der Lötchemie, so wie Flussmittel, Lotpasten und Lötdrähte, bietet Kolophonium im Allgemeinen ein großes Prozessfenster im Lötprozess. Das bedeutet, dass es generell längere Zeiten und höhere Temperaturen aushalten kann als z.B. ein Kunstharz. Ein Vorteil des Kolophoniums in einem flüssigen Flussmittel ist, dass es im Allgemeinen dazu neigt, nach dem Wellen- oder Selektivlöten weniger Lötperlen auf der Lötstoppmaske zu hinterlassen. Außerdem bietet der Kolophoniumrückstand einen gewissen Schutz gegen atmosphärische Feuchtigkeit. Dies kann eine zusätzliche Chance bieten, klimatische Zuverlässigkeitstests zu bestehen. Diese Schutzwirkung nimmt jedoch mit der Zeit ab. Andererseits kann Kolophonium in einem flüssigen Lötflussmittel auch einige Nachteile haben. Es erhöht das Risiko, dass die Sprüh- oder Jet-Düsen von Wellen- und Selektivlötmaschinen verstopfen. Die Rückstände, die in der Maschine und auf den Lötrahmen zurückbleiben, sind recht schwer zu entfernen. Rückstände auf der Leiterplatte können den elektrischen Pintest (ICT, In Circuit Testing) beeinträchtigen und Kontaktprobleme verursachen, was zu einer falschen Messwert/falsche Fehlern führen kann. In einigen Fällen kann dies zu einer Behinderung des Produktionsflusses führen. Wenn ein Teil des Sprühnebels des kolophoniumhaltigen Flussmittels versehentlich auf die Kontakte eines Steckers, eines Schalters/Relais/Kontaktors mit teilweise offenem Gehäuse oder auf Kohlenstoffkontakte oder auf einem Kontaktpatron auf der Leiterplatte gelangt, kann dies ebenfalls zu Kontaktproblemen führen. Kolophoniumrückstände sind im Allgemeinen schlecht mit Schutzlacken kompatibel. Nach thermischen Zyklen kann der Schutzlack Risse aufweisen, in die atmosphärische Feuchtigkeit eindringen und kondensieren kann. In Anbetracht der obigen Ausführungen und unter Abwägung der Vorteile von Kolophonium in flüssigen Lötflussmitteln gegenüber den Nachteilen, gibt es eine anhaltende Tendenz, flüssige Flussmittel ohne Kolophonium zu verwenden. Die als 'OR' klassifizierten Flussmittel enthalten kein Kolophonium. Kolophonium wird sehr häufig in Lötdrähten verwendet, da es ein breites Prozessfenster in Bezug auf Zeit und Temperatur bietet. Der Nachteil ist, dass Kolophonium dazu neigt, sich mit der Temperatur zu verfärben und visuell starke Rückstände zu hinterlassen. Wenn der Lötdraht für die Nacharbeit von elektronischen Leiterplatten verwendet wird, sind diese Rückstände für einige Elektronikhersteller nicht erwünscht, da sie nicht möchten, dass ihre Kunden sehen, dass eine Leiterplatte nachbearbeitet wurde. Die Reinigung dieser Kolophoniumrückstände erfordert spezielle Reinigungsmittel und ist ein zeitaufwendiger Prozess. In diesem Fall können sich die Hersteller für einen RE-klassifizierten Lötdraht wie IF 14 entscheiden. Die Rückstände sind minimal und können mit einer trockenen Bürste weggebürstet werden. Kolophonium wird auch in Lötpasten verwendet. Es bietet nicht nur ein gutes Prozessfenster in Bezug auf Zeit und Temperatur, sondern sorgt auch für eine gute Stabilität der Lotpaste auf der Schablone. Dies ermöglicht einen stabilen Druckprozess und damit stabile Lötergebnisse und Fehlerquoten. Die Verfärbung des Kolophoniums beim Reflowlöten ist nicht so ausgeprägt wie bei einem Lötdraht, da die Temperaturen beim Reflowlöten niedriger sind als beim Handlöten. Dennoch sind die Kolophoniumrückstände schlecht mit dem Schutzlack kompatibel und können mit der Zeit nach thermischen Zyklen Risse oder Ablösungen des Schutzlackes zeigen. Obwohl die meisten Hersteller den Schutzlack über die Lotpastenreste auftragen, ist es für optimale Ergebnisse ratsam, die Lotpastenrückstände zu entfernen. Angesichts der oben beschriebenen Vorteile von Kolophonium enthalten die meisten Lotpasten Kolophonium.
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  Großes Prozessfenster in Zeit und Temperatur

  Beim Löten von Bauteilen und Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCBs) mit großer thermischen Masse ist in der Regel ein großes Prozessfenster in Bezug auf Zeit und Temperatur erforderlich. Diese Platinen und Bauteilen benötigen viel Wärme, um sie auf Löttemperatur zu bringen. Das kostet Zeit und erfordert bei einigen Lötverfahren auch höhere Temperaturen. Die Lötchemie muss diese längeren Zeiten und höheren Temperaturen überstehen. Die größte Herausforderung ist das Löten von Bauteilen mit hoher thermischer Masse auf einer Leiterplatte mit hoher thermischer Masse. Bei einer Durchkontaktierung wird die erforderliche Wärme zum Löten auf beiden Seiten der Leiterplatte benötigt. Diese Wärme wird in der Regel nur von einer Seite zugeführt und muss durch die Leiterplatte auf die andere Seite geleitet werden. Wenn die Leiterplatte viele Cu-Lagen, dicke Cu-Lagen und Lagen hat, die vollständig mit der Durchgangkontaktierung(en) verbunden sind, wird viel Wärme zur Seite abgeleitet und muss mehr Wärme in die Leiterplatte gebracht werden, um genügend Wärme auf der anderen Seite zu bekommen. Bei einigen Prozessen wird die Wärme von beiden Seiten der Platine in einer Vorheizung zugeführt. Dies erleichtert das Löten von Durchgangkontaktierungen auf diesen thermisch schweren elektronischen Baugruppen. Wenn sich jedoch temperaturempfindliche Bauteilen auf der Seite befinden, auf der die Vorheizung angebracht wird, muss darauf geachtet werden, dass Diese nicht überhitzt und (vor)beschädigt werden.
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  Hochtemperaturbeständig

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  Absolut halogenfrei

  Absolut halogenfreie Lötchemie enthält weder absichtlich hinzugefügte Halogene noch Halogenide. Die IPC-Klassifizierung erlaubt bis zu 500 ppm Halogene für die niedrigste 'L0'-Klassifizierung. Flussmittel, Lotpasten und Lötdrähte aus dieser Klasse werden oft als 'halogenfrei' bezeichnet. Absolut halogenfreie Lötchemie geht noch einen Schritt weiter und enthält diese 'erlaubte' Menge an Halogenen nicht. Insbesondere in Kombination mit bleifreien Lotlegierungen und bei empfindlichen elektronischen Anwendungen gibt es Berichte dass diese geringen Mengen an Halogenen zu Zuverlässigkeitsproblemen wie z.B. zu hohen Leckströmen geführt haben. Halogene sind Elemente aus dem Periodensystem wie Cl, Br, F und I. Sie haben die physikalische Eigenschaft, dass sie gerne reagieren. Das ist aus Sicht der Lötchemie sehr interessant, denn sie soll Oxide von den zu lötenden Oberflächen entfernen. Und in der Tat erfüllen Halogene diese Aufgabe sehr gut. Selbst schwer zu reinigende Oberflächen wie Messing, Zn, Ni,... oder stark oxidierte Oberflächen oder degradiertes I-Sn und OSP (Organische Schutzschicht) können mit Hilfe von halogenhaltigen Flussmitteln gelötet werden. Halogene bieten ein großes Prozessfenster für die Lötbarkeit. Das Problem ist jedoch, dass die Rückstände und Reaktionsprodukte von halogenhaltigen Flussmitteln für elektronische Schaltungen problematisch sein können. Sie haben in der Regel eine hohe Hygroskopizität und eine hohe Wasserlöslichkeit und bergen ein erhöhtes Risiko für Elektromigration und hohe Leckströme. Dies bedeutet ein hohes Risiko für Fehlfunktionen der elektronischen Schaltungen. Speziell bei bleifreien Lötlegierungen häufen sich die Berichte, dass selbst kleinste Mengen an Halogenen für empfindliche elektronische Anwendungen problematisch sein können. Bei empfindlichen elektronischen Anwendungen handelt es sich in der Regel um hochohmige Schaltungen, Messschaltungen, Hochfrequenzschaltungen, Sensoren,... Deshalb geht die Tendenz dahin, in der Elektronikfertigung von Halogenen in der Lötchemie wegzukommen. Wenn die Lötbarkeit der zu lötenden Oberflächen von Bauteilen und Leiterplatte normal ist, besteht im Allgemeinen keine Notwendigkeit für diese Halogene. Intelligent konzipierte, absolut halogenfreie Lötprodukte bieten ein ausreichend großes Prozessfenster, um die Oberflächen zu reinigen und ein gutes Lötergebnis zu erzielen, und dies in Kombination mit hoch zuverlässigen Rückständen.
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  Reduzierte Lötperlenbildung

  Lötperlen sind kleine Kugeln aus Lotlegierung, die nach dem Wellen-, Selektiv- oder Reflowlöten auf der Lötstoppmaske der Leiterplatte (PCB) zurückbleiben. Sie sind nicht erwünscht, aber oft vorhanden. Sie werden in der Regel durch mehrere Parameter verursacht. Beim Wellenlöten ist der wichtigste Parameter die Lötstoppmaske. Die Neigung einer Lötstoppmaske, Lötperlen zu 'erzeugen', hängt von ihrer Oberflächenstruktur ab, die eine Eigenschaft der Lötstoppmaske selbst ist. Darüber hinaus müssen die korrekten Aushärtungsparameter der Löstoppmaske bei der Herstellung von den Leiterplatten (PCBs) beachtet werden. Eine schlechte Aushärtung kann zu mehr Lötperlen führen. Ein zweiter Parameter ist das Flussmittel. Einige Flussmittel neigen eher zur Bildung von Lötperlen als Andere. Im Allgemeinen erzeugen die Flussmittel mit höherem Feststoffgehalt und die Flussmittel der 'RO'-Klasse weniger Lötperlen. Flussmittel auf Wasserbasis erzeugen im Allgemeinen mehr Lötperlen als Flussmittel auf Alkoholbasis, aber es gibt spezielle Versionen von Flussmitteln auf Wasserbasis, die weniger Lötperlen erzeugen als Flussmittel auf Alkoholbasis, wie PacIFic 2009MLF und PacIF 2009MLF-E. Bei der Verarbeitung ist es wichtig, die richtige Einstellung des Fluxers in Kombination mit der richtigen Vorheizung zu wählen, um die Bildung von Lötperlen zu minimieren. Zu viel Flussmittel oder Flussmittel das zwischen den Träger und die Leiterplatte gelangt, kann beim Vorheizen nur schwer abtrocknen und beim Wellenkontakt Lötperlen erzeugen. Zu niedrige Vorheizungseinstellungen können in diesem Zusammenhang ebenfalls problematisch sein, vor allem bei Flussmitteln auf Wasserbasis. Eine Heißluftkonvektionsvorheizung kann helfen, Flussmittel leichter zu trocknen. Ein weiterer Parameter ist die Lötwelle. Turbulente Wellen erzeugen mehr Lötperlen. Turbulenzen können durch die Art des Wellenformers selbst (wie z.B. eine Chip-Welle oder eine Wörthmann-Welle) oder durch schlechte Einstellungen oder Krätzeverschmutzung im Wellenformer verursacht werden. Auch die physische Konstruktion der Leiterplatte und des Trägers kann zusätzliche Turbulenzen verursachen. Leiterplatten mit vielen Komponenten auf der Lötseite und Träger mit kleinen und tiefen Taschen erzeugen zusätzliche Turbulenzen. Auch beim Selektivlöten ist die Lötstoppmaske der wichtigste Parameter für die Lötperlen und die Unterschiede zwischen den Flussmitteln sind ähnlich wie beim Wellenlöten. Bei diesem Verfahren ist die Miniwelle selbst turbulent und wird oft zum Löten von Steckern verwendet, die eine zusätzliche Turbulenz erzeugen. Dies führt dazu, dass der Selektivlötprozess im Allgemeinen noch empfindlicher für Lötperlen ist als das Wellenlöten. Beim Reflowlöten ist die Hauptursache für Lötperlen der Druckprozess der Lotpaste. Wenn die Lotpaste außerhalb der benetzbaren Lötpads landet, kann dies nach dem Reflowlöten zu Lötperlen führen. Die Gründe dafür können vielfältig sein: Die horizontale Positionierung der Leiterplatte (PCB) unter der Schablone war nicht korrekt, die vertikale Ausrichtung von Leiterplatte und Schablone war nicht korrekt (nicht parallel), der Druck der Leiterplatte gegen die Schablone war nicht hoch genug, der Rakeldruck war zu hoch, die Druckgeschwindigkeit war zu niedrig, es gab keine Reduzierung der Schablonenöffnung, es gab eine Abweichung in der Leiterplatte, die Temperatur in der Produktion war zu hoch (>30°C), angesammelte Rückstände aufgrund zu langer Intervalle für die Schablonenreinigung, Kontourenstabilität der Lotpaste (Slump), eine oxidierte Lotpaste,... Einige Lotpasten können empfindlicher für die Bildung von Lötperlen sein, wenn sie sich außerhalb des benetzbaren Pads befinden, als Andere. Eine weitere Ursache für Lötperlen kann die Bestückungsmaschine (Pick-and-Place) sein. Wenn die vertikale Kraft beim Platzieren des Bauteils zu hoch ist, kann dies dazu führen, dass die Paste gequetscht wird und außerhalb des benetzbaren Pads landet. Leider sind nicht alle Bestückungsmaschinen in dieser Hinsicht leicht einstellbar. Auch das Lötprofil kann zur Bildung von Lötperlen beitragen. Stufen im Reflowprofil zwischen 100-150°C sind dafür bekannt, dass manche Lötpasten zusammensacken (Slump) und außerhalb des Pads landen. Dies kann jedoch von einer Lotpaste zur anderen sehr unterschiedlich sein. Dampfphasenöfen ist generell auch etwas anfälliger für die Bildung von Lötperlen, da die Flüssigkeit, die am Dampf kondensiert, die Lotpaste zum Zusammensacken bringen kann. Auch hier kann es einen ziemlich großen Unterschied zwischen einer Lotpaste und einer Anderen geben. Ein weiteres Phänomen, bei dem eine Lötperle an der Seite eines Chip-Bauteils kleben bleibt, wird als 'Solder beading' oder 'Mid-chip solderballing' bezeichnet. Dies wird hauptsächlich durch zu viel Lotpaste und den nicht benetzbaren Teil des Bauteilanschlusses der mit der Lotpaste in Kontakt kommt, verursacht. Die überschüssige Lotpaste bleibt als Lötperle an der Seite des Chipbauteils haften. Eine dünnere Schablone, eine höhere Schablonenöffnungsreduzierung und ein spezielles Schablonenöffnungsdesign werden verwendet, um dieses Problem zu lösen.
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  Sowohl für SnPb als auch für bleifreie Prozesse

  Im Jahr 2006 schränkte der Gesetzgeber die Verwendung von Blei (Pb) in der Elektronikfertigung ein. Es wurden jedoch viele Ausnahmen formuliert, vor allem aufgrund der fehlenden Langzeiterfahrungen mit den bleifreien Legierungen. Dies führte dazu, dass viele Elektronikfertigungsbetriebe sowohl bleifreie als auch bleihaltige Legierungen in ihren Lötprozessen verwendeten. Beim Wellen- und Selektivlöten wünschten viele Elektronikhersteller die Verwendung der gleichen Flussmittelchemie für beide Lotlegierungen. Das lag daran, dass sie mit der Chemie in Bezug auf die Zuverlässigkeit vertraut waren. Außerdem kann die Einführung neuer Materialien in der Fertigung eine Menge Papierarbeit, zusätzliche Lagerkapazitäten, usw... erfordern. Obwohl die bleifreien Legierungen höhere Betriebstemperaturen erfordern als die bleihaltigen Legierungen, kann durch eine Erhöhung der aufgetragenen Flussmittelmenge in vielen Fällen die gleiche Flussmittelchemie für beide Legierungen verwendet werden. In einigen Fällen, in der Regel beim Löten von elektronischen Geräten mit hoher thermischer Masse, ist es jedoch nicht möglich, das gleiche Flussmittel für beide Lotlegierungen einzusetzen. In diesen Fällen wird in der Regel ein Flussmittel mit einem höheren Feststoffgehalt benötigt. Viele Lötdrähte und Lotpasten sind mit demselben Flussmittel für bleifreie und bleihaltigen Legierungen erhältlich.
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  Auf Alkoholbasis (VOC)

  Lötflussmittel auf Alkoholbasis sind flüssige Flussmittel, die Alkohol(e) als Hauptlösungsmittel enthalten. Die Mehrheit der in der Elektronikfertigung verwendeten flüssigen Flussmittel ist nach wie vor auf Alkoholbasis. Die Hauptgründe dafür sind ihre historische Verwendung (und damit ihr Marktanteil) sowie ihr im Allgemeinen größeres Prozessfenster im Vergleich zu Flussmitteln auf Wasserbasis. Flussmittel auf Wasserbasis haben zahlreiche Vorteile gegenüber Flussmitteln auf Alkoholbasis, wie z.B. geringerer Verbrauch, keine VOC-Emissionen (flüchtige organische Verbindungen), keine Brandgefahr, keine Notwendigkeit für speziellen Transport und Lagerung, geringere Geruchsbelästigung im Produktionsbereich,... Viele Elektronikhersteller scheinen jedoch das größere Prozessfenster von Flussmitteln auf Alkoholbasis den Vorteilen von Flussmitteln auf Wasserbasis vorzuziehen. Flussmittel auf Alkoholbasis sind im Allgemeinen weniger empfindlich gegenüber den richtigen Einstellungen des Sprühfluxers, um einen guten Flussmittelauftrag auf der Oberfläche und in den Durchkontaktierungen zu erzielen. Außerdem lassen sie sich beim Vorheizen leichter verdampfen und bergen ein geringeres Risiko, dass verbleibende Lösungsmitteltropfen Lötperlen, Lötzinnspritzer oder Brückenbildung beim Wellenkontakt verursachen. Ein weiterer Parameter, der die Einführung von Flussmitteln auf Wasserbasis erschwert, ist die Tatsache, dass der Wechsel eines Flussmittels in einigen Fällen ein zeitaufwändiger und kostspieliger Prozess sein kann. In der Regel sind dafür Zulassungstests und die Genehmigung der Endkunden erforderlich. Speziell für EMS (Electronic Manufacturing Services = Lohnlöter) kann dies eine Herausforderung sein. Einige Länder haben bereits Gesetze erlassen, die den VOC-Ausstoß von Fabrikschornsteinen begrenzen oder Steuern auf VOC-Emissionen erheben. Dies scheint ein zusätzlicher Anreiz zu sein, auf wasserbasierte Flussmittel umzusteigen. Eine aktuelle Entwicklung zwingt viele Hersteller dazu, sich mit wasserbasierten Flussmitteln zu beschäftigen. Die COVID-Pandemie Anfang 2020 hat die Nachfrage nach Desinfektionsmitteln auf Alkoholbasis plötzlich so stark erhöht, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt so gut wie keine Alkohole mehr auf dem Markt verfügbar waren. Glücklicherweise war die Industrie, die Alkohole herstellt, in der Lage, ihre Mengen gerade noch rechtzeitig hochzufahren, um zu verhindern, dass Elektronikhersteller ohne Flussmittel auskommen mussten, um ihre Lötmaschinen zu betreiben.
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  No-clean - keine Nachreinigung erforderlich

  Wenn ein Lötmittel mit No-clean gekennzeichnet ist, bedeutet dies, dass das Lötprodukt Zuverlässigkeitstests wie einen Oberflächenwiderstandstest (SIR-Test) oder einen elektro(chemischen)migrationstest bestanden hat. Diese Tests dienen dazu, die hygroskopischen Eigenschaften der Rückstände des Lötmittels unter erhöhter Temperatur und hoher relativer Feuchtigkeit zu testen. No-clean ist ein Hinweis darauf, dass die Rückstände nach dem Lötprozess auf dem elektronischen Gerät verbleiben können, ohne gereinigt zu werden. Dies gilt für die weitaus meisten elektronischen Anwendungen. Bei sehr empfindlichen elektronischen Anwendungen, d.h. bei elektronischen Schaltkreisen mit hohem Widerstand, Hochfrequenzschaltkreisen usw., ist es möglich, dass eine Reinigung des elektronischen Geräts erforderlich ist. Es liegt immer in der Verantwortung des Elektronikherstellers, zu beurteilen, ob eine Reinigung notwendig ist oder nicht.
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  RoHS-konform

  RoHS steht für Restriction of Hazard Substances (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Es handelt sich um eine europäische Richtlinie: Richtlinie 2002/95/EG. Sie schränkt die Verwendung einiger Stoffe, die als besonders besorgniserregende Stoffe (SHVC = Substances of Very High Concern) gelten, in elektrischen und Elektronikgeräten für das Gebiet der Europäischen Union ein. Eine Liste dieser Stoffe finden Sie unten: Bitte beachten Sie, dass sich diese Informationen jederzeit ändern können. Informieren Sie sich immer auf der Website der Europäischen Union über die neuesten Informationen: https://ec.europa.eu/environment/topics/waste-and-recycling/rohs-directive_nl https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32011L0065 1. Cadmium und Cadmiumverbindungen 2. Blei und Bleiverbindungen 3. Quecksilber und Quecksilberverbindungen (Hg) 4. Sechswertige Chromverbindungen (Cr) 5. Polychlorierte Biphenyle (PCB) 6. Polychlorierte Naphthaline (PCN) 7. Chlorierte Paraffine (CP) 8. Andere chlorierte organische Verbindungen 9. Polybromierte Biphenyle (PBB) 10. Polybromierte Diphenylether (PBDE) 11. Andere bromierte organische Verbindungen 12. Organische Zinnverbindungen (Tributylzinnverbindungen, Triphenylzinnverbindungen) 13. Asbest 14. Azo-Verbindungen 15. Formaldehyd 16. Polyvinylchlorid (PVC) und PVC-Mischungen 17. Dekabromierte Diphenylester (ab 1/7/08) 18. PFOS : EU-Richtlinie 76/769/EWG (nicht zulässig in einer Konzentration von 0,0005 Massenprozent oder mehr) 19. Bis(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) 20. Butylbenzylphthalat (BBP) 21. Dibutylphthalat (DBP) 22. Diisobutylphthalat 23. Deca bromierter Diphenylester (in elektrischen und elektronischen Geräten) Andere Länder außerhalb der Europäischen Union haben ihre eigene RoHS-Gesetzgebung eingeführt, die der europäischen RoHS größtenteils sehr ähnlich ist.

Physikalische & chemische Eigenschaften

Konformität

RO L0 nach EN- und IPC-Normen

Feststoffgehalt

5%

Halogengehalt

0,00%

Dokumente

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  TD AF 4818 PbF (PDF)

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