OSPI 3311M

Flussmittel zum Löten von OSP

neu

Interflux® OSPI 3311M ist ein alkoholbasiertes No-clean Flussmittel zum Löten von OSP-beschichtete Leiterplatten, die einen oder mehrere Reflow-Zyklen durchlaufen haben. OSPI 3311M bietet einen optimierten Durchstieg in den Durchkontaktierungen bei degradierten OSP-Oberflächen.

OSPI 3311M 10L angle

Zusammenfassung

Interflux® OSPI 3311M ist ein no-clean Flussmittel
das speziell entwickelt worden ist für
das Löten mit hohem Durchsatz von Leiterplatten
mit OSP-Beschichtung die ein oder
mehrere Reflowprozesse bestanden haben.

OSPI 3311M ist eine optimierte Version von
OSPI 3311 für Rückstandsbildung und Geruch.

Die meiste OSP-Beschichtungen degradieren
schnell nach dem Reflowprozess. Sicherlich
mit bleifreien Legierungen macht das die
Benetzung und Durchstieg beim Wellen– und
Selektivlöten eine richtige Herausforderung.

Die Bestandteile von OSPI 3311M sind sorgfältig
gewählt worden um den Durchstieg
und die Benetzung von diesen degradierten
OSP-Beschichtungen zu begünstigen, speziell
bei höhen Fördergeschwindigkeiten und
niedrigen Vorheiztemperaturen.

Auch ist das Flussmittel absolut halogenfrei
und entwickelt worden um sicher und zuverlässig
zu sein.

OSPI 3311M besteht die IPC–
Anforderungen.

Geeignet für

  • 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.

  • OSP(Organic Surface Protection) ist ein organischer Oberflächenschutz, der bei der Leiterplattenherstellung verwendet wird, um die Lötbarkeit der Leiterplatte während der Lagerung und zwischen den verschiedenen Lötprozessen zu erhalten. Es ist der preiswerteste Oberflächenschutz. Die größte Einschränkung besteht darin, dass viele OSPs degradieren, nachdem sie ein bleifreies Reflowprofil gesehen haben. Die Zeit zwischen dem Reflowlötprozess und dem Wellen- oder Selektivlötprozess ist in diesem Zusammenhang wichtig. Einige OSPs zeigen bereits 4 Stunden nach dem bleifreien Reflowlötprozess Anzeichen von Degradation. Lotpasten mit niedrigem Schmelzpunkt benötigen niedrigere Temperaturen im Reflowlötprozess und verringern die Degradation der meisten OSPs erheblich. Ein Flussmittel wie OSPI 3311M, das speziell zur Verbesserung der Benetzung von OSP-Oberflächen entwickelt wurde, die einen bleifreien Reflowprozess durchlaufen haben, kann die Verschlechterung der OSP-Beschichtung kompensieren und akzeptable Lötergebnisse liefern.

  • Selektivlöten ist eine Löttechnologie in der Elektronikfertigung, die typischerweise für Leiterplattendesigns mit hauptsächlich SMD-Bauteilen (Surface Mount Device) für das Reflowlöten und nur wenigen durchkontaktierten Bauteilen die den Reflowlötprozess nicht durchlaufen können, verwendet wird. Dabei handelt es sich in der Regel um thermisch schwere Bauteile wie z.B. große Transformer oder thermisch empfindliche Bauteile wie z.B. Folienkondensatoren, Displays, Steckverbinder mit empfindlichen Kunststoffgehäusen, Relais, usw.. Der Selektivlötprozess ermöglicht es, diese durchkontaktierten Bauteile zu löten, ohne die SMD-Bauteile auf der Unterseite der Leiterplatte zu beeinträchtigen oder schützen zu müssen. Der Selektivlötprozess ist sehr flexibel, da die Parameter für jede Lötstelle separat programmiert werden können. Die größte Einschränkung des Prozesses ist jedoch der Durchsatz oder die Produktionskapazität. Diese kann erheblich verbessert werden, wenn eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, die eine schnellere Lötgeschwindigkeit ermöglicht und die Produktionskapazität auf bis zu 100% (das Doppelte) erhöht. Der Prozess beginnt mit dem Auftragen eines flüssigen Flussmittels, das die zu lötenden Oberflächen desoxidiert. Dieses Flussmittel wird mit einem Microjet- oder Dropjet-Fluxer aufgetragen, der sehr kleine Tropfen jettet. Die richtige Kalibrierung und Programmierung dieses Fluxers ist entscheidend für gute Lötergebnisse. Ein häufiger Fehler ist, dass das Flussmittel außerhalb des Kontaktbereichs der Lötdüse aufgetragen wird. Dieses Flussmittel verbleibt dann als nicht verbrauchter Flussmittelrückstand. Bei einigen Flussmitteln und empfindlichen elektronischen Schaltungen kann dies zu erhöhten Fehlströmen und Ausfällen vom elektronischen Gerät im Feld führen. Es ist ratsam, Flussmittel zu verwenden, die speziell für das Selektivlöten entwickelt wurden und die absolut halogenfrei sind. Die IPC-Klassifizierung für Flussmittel erlaubt bis zu 500ppm Halogene für die niedrigste Aktivierungsklasse, aber auch diese 500ppm können kritisch sein. Daher ist absolut halogenfrei das Schlüsselwort. Der nächste Schritt im Prozess ist das Vorheizen. Bei diesem Prozessschritt werden die Lösungsmittel des Flussmittels verdampft und Wärme in der Baugruppe gebracht um eine gute Benetzung des Lots durch die Löcher zu unterstützen. Löten ist ein thermischer Prozess, und für die Bildung einer Lötstelle ist eine gewisse Menge an Wärme erforderlich. Diese Wärme wird sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite der zu lötenden Durchkontaktierte Bauteile benötigt. Diese Wärme kann durch das Vorheizen und durch die flüssige Lotlegierung angebracht werden. Einige einfache Maschinen haben keine Vorheizung, sie müssen die gesamte Wärme über die flüssige Lotlegierung zuführen und verwenden generell höhere Temperaturen zum Löten. Eine Vorheizung ist in der Regel ein kurzwelliges IR-Gerät (Infrarot), das die Wärme von der Unterseite der Leiterplatte anbringt. In den meisten Fällen können die Zeit und die Leistung der Vorheizung programmiert werden. Für thermisch schwere Leiterplatten und Anwendungen gibt es Vorheizungsmodulen von der Oberseite. In der Regel handelt es sich dabei um Heißluftgeräte (Konvektion), bei denen die Temperatur der Luft programmiert werden kann. Wenn Sie ein solches Gerät verwenden, ist es wichtig zu wissen, ob sich auf der Oberseite der Platine temperaturempfindliche Bauteilen befinden, die von dieser Vorheizung beeinträchtigt werden könnten. Es gibt mehrere Systeme zum Löten. Dasjenige, bei dem die Leiterplatte stillsteht und sich nur die Lötdüse bewegt, ist definitiv vorzuziehen, da jegliche G-Kräfte beim Erstarren des Lots vermieden werden sollten. Beim Löten wird eine flüssige Lotlegierung durch eine Lötdüse gepumpt, wobei es verschiedene Düsengrößen und -formen gibt, breite Düsen, kleine Düsen, lange Düsen und kurze Düsen. Je nach den zu lötenden Bauteilen wird die eine oder der anderen bevorzugt. Generell bieten breitere und kürzere Düsen eine bessere Wärmeübertragung und werden daher bevorzugt. Kleinere und längere Düsen können für Situationen mit eingeschränkter Zugänglichkeit verwendet werden. Benetzbare Düsen sind nicht benetzbaren Düsen vorzuziehen, da sie ein viel gleichmäßigeres Fließen des Lots und stabilere Lötergebnisse ermöglichen. Um ein stabiles Fließen des Lots zu erreichen, ist es ratsam, die Düse mit Stickstoff zu fluten. Der Stickstoff wird vorzugsweise vorgewärmt, da er sonst das Lot und die Leiterplatte abkühlt. Die Optimierung des Lötprogramms ist entscheidend für die Optimierung des Durchsatzes/der Kapazität der Selektivlötmaschine. Dabei geht es darum, die minimalen Zeiten und maximalen Geschwindigkeiten zu finden, die eine guten Durchstieg in den Durchkontaktierungen in Kombination mit keiner Brückenbildung ermöglichen.

Die wichtigsten Vorteile

  • Für OSP-Oberflächenbeschichtungen

  • Kolophonium, auch 'Rosin' genannt, ist eine aus Bäumen gewonnene Substanz, die üblicherweise in Lötflussmitteln verwendet wird. Es kann sowohl in flüssigen Flussmitteln als auch in Gel-Flussmitteln verwendet werden. Kolophoniumhaltige Flussmittel sind in der IPC-Klassifizierung an der Bezeichnung 'RO' zu erkennen. Kolophonium bietet im Allgemeinen ein gutes Prozessfenster in Bezug auf Zeit und Temperatur, hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, die von der Anwendung abhängen, für die das kolophoniumhaltige Flussmittel verwendet wird. Bei flüssigen Flussmitteln für das Wellen- und Selektivlöten besteht durch das Kolophonium ein erhöhtes Risiko, dass die Düse von Sprüh- und Jet-Fluxsystemen verstopft, was zu einem höheren Wartungsaufwand und einem höheren Risiko schlechter Lötergebnisse führt. Die Rückstände eines kolophoniumhaltigen Flussmittels in der Lötmaschine und auf den Werkzeugen und Trägern lassen sich nur schwer entfernen, so dass in der Regel ein lösungsmittelhaltiger Reiniger erforderlich ist. Wenn das kolophoniumhaltige Flussmittel versehentlich auf die Kontakte eines Steckverbinders oder auf Kontaktkammstrukturen wie bei einer Fernbedienung oder in elektromechanischen Kontaktoren/Relais/Schaltern gelangt, führt dies bekanntermaßen zu Kontaktproblemen und Fehlfunktionen der elektronischen Baugruppe im Feld. Darüber hinaus können die Rückstände des Flussmittels, die auf der Platine verbleiben, zu Kontaktproblemen bei elektrischen Tests ( ICT= In Circuit Testing) führen, was zu Verzögerungen in der Produktion aufgrund von falschen Messfehlern führen kann. Dies erfordert in der Regel eine Reinigung der Leiterplatte und/oder der Teststifte. Diese teuren Teststifte sind fragil und empfindlich und können durch die Reinigung beschädigt werden. Außerdem ist bekannt, dass die Rückstände eines Kolophonium-Flussmittels auf Dauer nicht mit Schutzlacken kompatibel sind. Die Kolophoniumrückstände bilden eine Trennschicht zwischen der Leiterplatte und dem Schutzlack, die mit der Zeit zu einer Ablösung des Schutzlackes und auch zu Rissen führen kann, insbesondere wenn die Elektronische Baugruppe vielen Temperaturzyklen (Aufwärmen und Abkühlen) ausgesetzt ist. Aus diesen Gründen werden für das Wellen- und Selektivlöten in der Regel Flussmittel ohne Kolophonium und mehr spezifisch Flussmittel der 'OR'-Klasse verwendet. Kolophonium kann auch in Lötdrähten verwendet werden. Obwohl das Kolophonium ein gutes Prozessfenster in Bezug auf Zeit und Temperatur bietet, ist es sehr empfindlich gegenüber Verfärbungen, wenn es erhitzt wird. Die Verfärbung hängt von der Art des Kolophoniums und der Temperatur ab, die es gesehen hat. Da die Lötspitzentemperaturen in der Regel recht hoch sind, führt das Kolophonium im Lötdraht zu einer ziemlich starken visuellen Rückstandsbildung um die Lötstellen. Dadurch unterscheiden sie sich von den anderen Lötstellen, vom Reflow-, Wellen- und Selektivlöten. Wenn dies nicht erwünscht ist, muss ein Reinigungsvorgang durchgeführt werden. Außerdem gelten die Dämpfe eines kolophoniumhaltigen Lötdrahtes als gefährlich. Eine Rauchgasabsaugung ist obligatorisch, aber sowieso immer ratsam für jeden Handlötvorgang. Kolophoniumhaltige Drähte werden immer noch häufig verwendet, aber kolophoniumfreie Lötdrähte und insbesondere Lötdrähte der 'RE'-Klassifizierung gewinnen zunehmend an Bedeutung. Kolophonium wird auch in Lotpasten 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 haben die Kolophoniumrückstände schlechte Kompatibilität mit Schutzlack und können mit der Zeit nach thermischen Zyklen Risse oder Ablösungen des Schutzlackes zeigen. Obwohl die meisten Hersteller den Schutzlack über den Lotpastenrückständen auftragen, ist es für optimale Ergebnisse ratsam, die Lotpastenrückstände zu entfernen. Angesichts der oben beschriebenen Vorteile von Kolophonium enthalten die meisten Lotpasten Kolophonium.

  • 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.

  • Die Benetzungsfähigkeit eines Lötmittels bezieht sich darauf, wie gut die Aktivierung des Lötmittels in der Lage ist, Oxide von den zu lötenden Oberflächen zu entfernen. Diese Oxide müssen entfernt werden, damit die flüssige Lotlegierung in die zu lötenden Oberflächen eindringen kann. Wenn die Qualität der zu lötenden Oberflächen in der Elektronikfertigung normal ist, kann man ein Lötmittel der niedrigsten Aktivierungsklasse L0 verwenden. Im Allgemeinen wird nur dann ein Produkt mit höherer Aktivität oder erhöhter Benetzungsfähigkeit verwendet, wenn die Oberflächen degradiert sind oder wenn das Basismetall schwer zu löten ist. Solche Oberflächen können z.B. chemisches Sn sein, das zu dünn aufgetragen oder zu lange vor dem Löten gelagert wurde, Bauteile oder Leiterplatten, die zu lange in heißer und feuchter Umgebung gelagert wurden und stark oxidiert sind, ungeschütztes Ni, Messing,... Ein weiterer möglicher Grund für die Verwendung eines Produkts mit erhöhter Benetzungsfähigkeit ist die einfachere Handhabung. Ein Lötdraht mit erhöhter Benetzungsfähigkeit ermöglicht zum Beispiel ein schnelleres Löten und ist nicht so empfindlich gegenüber der korrekten Handhabung, die für eine gute Handlötstelle erforderlich ist. Beim Handlöten in großen Volumen von elektronischen Geräten die nicht so hohe Anforderungen an die Rückstände nach dem Löten haben, werden oft Lötdrähte mit erhöhter Benetzungsfähigkeit verwendet. Auch beim Roboterlöten und Laserlöten werden häufig Lötdrähte mit erhöhter Benetzungsfähigkeit verwendet, da sie generell bessere Eigenschaften für diese Prozesse haben.

  • Die Benetzungsgeschwindigkeit einer Lotlegierung ist die Geschwindigkeit, mit der die Lotlegierung in die zu lötenden Oberflächen eindringen kann. Diese Geschwindigkeit wird durch die Legierung selbst, durch wie die Wärme zugeführt wird, durch die Geschwindigkeit, mit der die Aktivatoren die zu lötenden Oberflächen oder Oberflächenbeschichtungen desoxidieren können, und durch die Art der Oberfläche oder Oberflächenbeschichtung selbst bestimmt. Bei einigen Lötverfahren kann die Benetzungsgeschwindigkeit sehr wichtig sein. Zum Beispiel erfordern Handlötprozesse, bei denen elektronische Bauteile manuell auf die Leiterplatten gelötet werden, und Roboterlötprozesse oft hohe Benetzungsgeschwindigkeiten, um die Prozesszeiten zu reduzieren und den Durchsatz zu erhöhen. Bei diesen Prozessen kann die Wahl des richtigen Lötdrahtes einen erheblichen Vorteil bringen. Die Lotlegierung und die zu lötenden Oberflächen werden in den meisten Fällen vom Elektronikdesigner festgelegt und können nicht frei gewählt werden. Die Art und Weise, wie die Wärme auf die zu lötenden Oberflächen aufgebracht wird, wird durch die Konstruktion der Maschine oder die gewählte Lötstation bestimmt, aber die richtige Einstellung der Temperatur(en), der Kontaktflächen des Heizelements und des Timings der Lötdrahtzufuhr sind wichtig, um die Benetzungsgeschwindigkeit zu optimieren. Die Wahl des Flussmittels enthalten im Lötdraht ist jedoch oft der Parameter, der den Unterschied in der Benetzungsgeschwindigkeit ausmacht. Das richtige Flussmittel sowie die richtige Flussmittelmenge im Lötdraht kann für jede Anwendung anders sein. Oft ist Ausprobieren (trial and error) erforderlich, aber es gibt einige allgemeine Regeln. Was die Flussmittelmenge im Draht betrifft: Dies hängt in den meisten Fällen mit der thermischen Masse der zu lötenden Teile zusammen. Eine höhere thermische Masse erfordert eine höhere Flussmittelmenge. Zum Beispiel erfordert das Löten einer Durchkontaktierung im Allgemeinen einen höheren Flussmittelgehalt als das Löten einer SMD-Lötstelle. Es gibt viele Arten von Flussmitteln. Generell führen höher aktivierte Lötdrähte zu einer schnelleren Benetzungsgeschwindigkeit, aber das ist nicht immer der Fall. Wenn die Art der Aktivierung nicht optimal für die zu lötende Oberfläche ist, führt eine höhere Aktivierung nicht zu einer schnelleren Benetzungsgeschwindigkeit. Die Klassifizierung des Lötdrahtes gibt einen Hinweis auf die Aktivierung. Die beliebteste und anerkannteste Klassifizierung für Lötdrähte und Lötprodukte im Allgemeinen ist die IPC. L0 ist die niedrigste Aktivierungsklasse und der Standard, sie sollte für alle konventionellen Oberflächen normaler Qualität geeignet sein, die in der Elektronikfertigung verwendet werden. L1 ist die niedrigste Aktivierungsklasse, aber mit einem Halogengehalt von bis zu 0,5%. Diese Halogene sorgen in den meisten Fällen für eine schnellere Benetzungsgeschwindigkeit. Die nächsten Aktivierungsklassen sind M0 und M1. M steht für mittlere Aktivierung. 0 steht wiederum für einen Halogengehalt von bis zu 500 ppm und 1 steht in diesem Fall für einen Halogengehalt von bis zu 2%. Es ist zu beachten, dass ein M0-klassifizierter Lötdraht nicht unbedingt eine höhere Benetzungsgeschwindigkeit als ein L1-klassifizierter Lötdraht aufweist, es kann auch umgekehrt sein. Die nächsten Aktivierungsklassen sind H0 und H1. H steht für Hohe Aktivierung. 0 steht wiederum für bis zu 500ppm Halogene und 1 steht in diesem Fall für mehr als 2% Halogene. Auch hier gilt, dass ein in H0 klassifizierter Lötdraht nicht zwangsläufig eine höhere Benetzungsgeschwindigkeit aufweist als ein M1 klassifizierter Lötdraht, es kann auch umgekehrt sein. Lötprodukte der Klasse H sind mit Vorsicht zu behandeln, da sie korrosiv sein können und gereinigt werden müssen, vorzugsweise in einem automatisierten Reinigungsprozess. Für das Löten von elektronischen Anwendungen ohne Reinigung nach dem Löten werden im Allgemeinen nur Produkte der Klassen L0, L1 und M0 verwendet.

  • Ein bürstbarer Rückstand eines Lötmittels kann mit einer trockenen Bürste ohne die Hilfe eines Lösungsmittels entfernt werden. Die meisten Rückstände von Lötmitteln können nur entfernt werden, indem sie mit einem geeigneten Lösungsmittel oder einer Reinigungsflüssigkeit aufgelöst werden. Der Vorteil eines bürstbaren Rückstandes ist, dass die Reinigung viel schneller und einfacher ist. Diese Eigenschaft wird bei der visuellen Kontrolle und der Nacharbeit und Reparatur nach dem Lötprozess in der Elektronikfertigung sehr geschätzt.

  • Ein Schutzlack ist eine Schutzschicht, die häufig auf elektronischen Geräten verwendet wird, die extremen Umgebungen ausgesetzt sind. In den meisten Fällen wird den Schutzlack ohne vorherige Reinigung auf das elektronische Gerät aufgebracht. Einige Rückstände des Lötprozesses und der Lötmittel können sich negativ auf die langfristige Haftung der Schutzschicht auf dem elektronischen Gerät auswirken. Dies führt in der Regel zu kleinen Rissen, in die atmosphärische Feuchtigkeit eindringen und kondensieren kann, was möglicherweise zu erhöhten Fehlströmen oder Elektro(chemische)migration führt. Einige Lötmittel weisen jedoch eine hohe Kompatibilität mit schutzlacken auf. Lötmittel, die wenig Rückstände hinterlassen und als 'OR' klassifiziert sind, haben in der Regel eine hohe Kompatibilität mit Schutzlacken.

  • 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.

  • 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.

  • 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

Aussehen
durchsichtige, farblose Flüssigkeit
Feststoffgehalt
5.3% +/- 0.5%
Halogengehalt
0.00%
Spezifische Dichte
(20°C) 0.825 g/ml ±0.01
Säurezahl
42 mg KOH/g ±5
Geruch
Alkohol
IPC/EN
OR/L0
Handelsname
OSPI 3311M No-Clean Soldering Flux
Verfügbare Verpackungen
  • 1L HDPE-Flasche
  • 10L HDPE-Fass
  • 25L HDPE-Fass
  • 200L HDPE-Fass
  • Kundenspezifische Verpackungen auf Anfrage

Einhaltung der Qualität

IEC

OSPI 3311M entspricht der europäischen Norm EN 61190-1-1(2002), die die Anforderungen an Lötflussmittel für hochwertige Verbindungen in der Elektronikfertigung festlegt.

RoHS

OSPI 3311M Entspricht der [RoHS] Richtlinie (https://en.wikipedia.org/wiki/Restriction_of_Hazardous_Substances_Directive) der Europäischen Union zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten.

ISO 9001

OSPI 3311M wird bei Interflux Electronics in Belgien hergestellt, das Jahr für Jahr mit der ISO 9001 Norm für zuverlässige Qualitätsmanagementsysteme zertifiziert wird.

Testergebnisse

Eigenschaft Ergebnis Methode

Chemical

Flux designator

OR L0

J-STD-004A

Qualitative copper mirror

pass

J-STD-004A IPC-TM-650 2.3.32

Qualitative halide - Silver chromate (Cl, Br)

pass

J-STD-004A IPC-TM-650 2.3.33D

Qualitative halide - Spot test (F)

pass

J-STD-004A IPC-TM-650 2.3.35.1A

Quantitative halide

0,00%

J-STD-004A IPC-TM-650 2.3.35C

Environmental

-

-

SIR test

pass

J-STD-004A IPC-TM-650 2.6.3.3B

Wie zu verwenden OSPI 3311M

Durchstieg in die Durchkontaktierungen

Bei Cu-passivierten Leiterplatten kann genügend Flussmittel, eine tiefere Vorheizung und Hoher Wellendruck in der ersten Welle den Durchstieg begünstigen.

Flussmittelauftrag

Sprühfluxen: Wenn möglich sollte die Leiterplatte sowohl bei der Hin- als auch bei der Rückbewegung des Sprüh-kopfes mit Flussmittel und wenig Druckluft besprüht werden. Die Verfahrgeschwindigkeit des Sprühkopfes ist so eingestellt, dass jeder Punkt auf der Leiterplattenunterseite zweimal besprüht wird, einmal von jeder Seite. Dies ergibt ein Sprühbild mit 50%er Überlappung und dem gleichmäßigsten Flussmittelauftrag. Die Benetzungsqualität kann mit einem eingespannten Stück Karton anstelle der Leiterplatte kontrolliert werden. Er soll jedoch vor der Vorheizzone entfernt werden. Die Einstellungen des Sprühfluxers und die Flussmittelmenge sollen zusätzlich mittels der Glasplatte oder einer unbestückten Leiterplatte überprüft werden, welche ebenfalls vor der Vorheizzo-ne entfernt werden. Tropfen weisen auf zu viel Flussmittel hin, was auch zu Verdunstungsproblemen führen kann. Als Maßnahme wird die Flussmittelauftragsmenge reduziert bis bekannte Fehler wie Webbing, Brücken und Zapfen auftreten. Danach wird die Menge bis zum Verschwinden der Fehler wieder erhöht.
#### Vorwärmen

Das Flussmittel ist entwickelt worden um gut zu löten mit niedriger Vorheizung. 80°C-100°C (176°-212°F) ist zu empfehlen. Höhere Vorheizung ist möglich für Baugruppen mit hoher thermischen Mas-se. Eine höhere Vorheizung kann den Durchstieg begünstigen auf diesen Baugruppen aber darauf achten das Flussmittel nicht zu erschöpfen. Das Flussmittel selber hat keine Untergrenze in der Vorheizung aber das Lösemittel soll vor dem Wellenkontakt verdunstet sein.

Temperaturanstieg:: 1-3°C/s

Wellenkontakt

Bei nur einer Lötwelle beträgt die typische Kontaktzeit 3-4s. Bei einem Doppelwellensystem beträgt die Kontaktzeit bei der ersten Lötwelle 1-2s und 2-4s mit der zweiten Welle. Die Mindestkontaktzeit ist 2s. Kürzere Kontaktzeiten können bereits zu einer optimalen Benetzung führen. Längere Kontaktzeiten vereinfachen die vollständige Fluss-mittelverdunstung. Die Maximalkontaktzeit wird von Flussmittelausnützung, und den physischen Einschränkungen von Bauteilen und Leiterplatte bestimmt. Indikationen für Flussmittelausnützung sind Brücken, Zapfen, 'Webbing',...

Lagerung

Das Flussmittel in dicht geschlossenem Originalgebinde bei Temperaturen von +5° bis +25°C lagern

Sicherheit

OSPI 3311M ist entzündlich. Bitte immer das Sicherheitsdatenblatt des Produktes lesen.

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