RosIX 705

Aktivierter Lötdraht

neu

Interflux® RosIX 705 ist ein No-clean aktivierter Lötdraht auf Kolophoniumbasis mit erhöhter Benetzungsfähigkeit in bleifreien und SnPb(Ag)-Legierungen. RosIX 705 kann auf schwer zu lötenden Oberflächen wie z.B. OSP, Ni, Zn, Messing, Neusilber, ... sowie auf degradierten und oxidierten Oberflächen verwendet werden.

RosIX 705 SnAgCu 500g

Geeignet für

  • Nacharbeit und Reparatur an einer elektronischen Baugruppe kann bei defekten Baugruppen durchgeführt werden, die aus dem Feld zurückkommen, kann aber auch in einer elektronischen Produktionsumgebung notwendig sein, um Fehler in der Bestückung und Lötprozessen zu korrigieren. Typische Nacharbeit- und Reparaturverfahren umfassen das Entfernen von Lötbrücken, das Hinzufügen von Lot an schlecht durchgelöteten Durchkontaktierungen oder anderen Lötstellen, das Ersetzen fehlerhaft bestückter Bauteile, das Ersetzen von Bauteilen die in der falschen Richtung bestückt sind, das Ersetzen von Bauteilen die Defekte aufweisen die mit den hohen Löttemperaturen in den Prozessen zusammenhängen, das Hinzufügen von Bauteilen, die z.B. aufgrund von Verfügbarkeit oder Temperaturempfindlichkeit nicht in den Prozess einbezogen wurden,... Die Identifizierung dieser Fehler kann durch visuelle Inspektion, durch AOI (automatisierte optische Inspektion), durch ICT (In Circuit Testing, elektrische Prüfung) oder durch CAT (Computer Aided Testing, Funktionsprüfung) erfolgen. Viele Reparaturarbeiten können mit einer Handlötstation durchgeführt werden, die über einen (Ent-)Lötkolben mit Temperatureinstellung verfügt. Das Lötzinn wird mit einem Lötdraht aufgetragen, den es in verschiedenen Legierungen und Durchmessern gibt und der ein Flussmittel enthält. In manchen Fällen wird ein flüssiges Reparaturflussmittel und/oder ein Gel-Flussmittel verwendet, um das Handlöten zu erleichtern. Für größere Bauteile, wie BGAs (Ball Grid Array), LGAs (Land Grid Array), QFNs (Quad Flat No Leads), QFPs (Quad Flat Package), PLCCs (Plastic Leaded Chip Carrier),... kann ein Reparaturgerät verwendet werden das ein Reflowprofil simuliert. Diese Reparaturgeräte gibt es in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Optionen. In den meisten Fällen verfügen sie über eine Vorheizung von der Unterseite, die in der Regel IR (Infrarot) ist. Diese Vorheizung kann über ein Thermoelement gesteuert werden, das auf der Leiterplatte angebracht ist. Einige Geräte verfügen über eine Bestückungseinheit, die die korrekte Positionierung des Bauteils auf der Leiterplatte erleichtert. Bei der Heizeinheit handelt es sich in der Regel um Heißluft oder IR oder eine Kombination aus beidem. Mit Hilfe von Thermoelementen auf der Leiterplatte wird die Heizung so gesteuert, dass das gewünschte Lötprofil entsteht. In manchen Fällen besteht die Herausforderung darin, das Bauteil auf Löttemperaturen zu bringen, ohne benachbarte Bauteile auf Löttemperatur zu bringen. Das kann schwierig sein, wenn das zu reparierende Bauteil groß ist und kleine Bauteile in der Nähe hat. Für BGAs mit Kugeln aus einer Lotlegierung kann ein Gel-Flussmittel oder ein flüssiges Flussmittel mit höherem Feststoffanteil verwendet werden. In diesem Fall wird das Lot für die Lötstelle von den Kugeln geliefert. Aber auch die Verwendung einer Lötpaste ist möglich. Die Lötpaste kann auf die Anschlüsse des Bauteils oder auf die Leiterplatte gedruckt werden. Dies erfordert für jedes Bauteil eine andere Schablone. Das BGA kann auch in eine spezielle Tauchlotpaste getaucht werden, die zunächst mit einer Schablone mit einer großen Öffnung und einer bestimmten Dicke in eine Schicht gedruckt wird. Bei QFNs, LGAs QFNs, QFPs, PLCCs,...muss Lot hinzugefügt werden, um eine Lötstelle zu erzeugen. In einigen Fällen können QFPs von Hand gelötet werden, aber die Technik erfordert Erfahrung. Deswegen wird die Verwendung eines Reparaturgeräts oft bevorzugt. QFPs und PLCCs haben Anschlussbeinchen und können mit einer Tauchlotpaste verwendet werden. QFNs, LGAs und QFNs, die keine Anschlussbeinchen, sondern flache Kontakte haben, können nicht mit einer Tauchlotpaste verwendet werden, da ihre Körper die Lotpaste berühren würden. In diesem Fall muss die Lötpaste auf die Kontakte oder auf die Leiterplatte gedruckt werden. Im Allgemeinen ist es einfacher, die Lötpaste auf das Bauteil zu drucken als auf die Leiterplatte, insbesondere wenn eine so genannte 3D-Schablone verwendet wird, die eine Aussparung hat, in dem die Position des Bauteils fixiert ist. Das Auswechseln von durchkontaktierten Bauteilen kann mit einer Handlötstation erfolgen. Dazu wird in der Regel eine hohle Entlötspitze auf die Unterseite des Bauteilanschlusses aufgesetzt, die das Lot aus dem Loch absaugen kann. Die Entlötspitze muss das gesamte Lot in der Durchkontaktierung erhitzen, bis es vollständig flüssig ist. Bei thermisch schweren Platinen kann dies sehr schwierig sein. In diesem Fall kann auch die Oberseite der Lötstelle mit einem Lötkolben erhitzt werden. Alternativ kann die Platine vor dem Entlöten über eine Vorheizung vorgewärmt werden. Das Löten der Durchkontaktierte Bauteile erfolgt in der Regel mit einem Lötdraht, der mehr Flussmittel enthält. Alternativ kann auch zusätzliches Reparaturflussmittel in die Durchkontaktierung und/oder auf den Bauteilanschluss gegeben werden. Bei größeren Steckern kann ein Tauchlötbad verwendet werden, um den Stecker zu entfernen. Wenn die Zugänglichkeit auf der Leiterplatte eingeschränkt ist, kann eine Düse verwendet werden, deren Größe an den Steckverbinder angepasst ist. Die Verwendung von Flussmittel bei diesem Vorgang wird empfohlen.

  • Roboterlöten ist eine Technologie, die in der Elektronikfertigung eingesetzt wird, um elektronische oder elektromechanische Bauteilen mit einem Trägermaterial zu verbinden. Bei den Bauteilen handelt es sich in der Regel um durchkontaktierte Bauteile und bei dem Trägermaterial um eine Leiterplatte. Das Roboterlöten wird hauptsächlich in Fällen eingesetzt in denen die Standardlötverfahren wie Reflow-, Wellen- und Selektivlöten nicht verwendet werden können, z.B. wegen der Temperaturempfindlichkeit der Bauteilen und der begrenzten Lötbarkeit der Oberfläche. Im Allgemeinen ist das Roboterlöten ein eher langsamer Lötprozess, der sich nicht wirklich für große Produktionsmengen eignet. Der Lötroboter hat eine benetzbare Lötspitze. Die Temperatur dieser Lötspitze kann auf eine bestimmte Temperatur eingestellt werden, die durch die verwendete Lotlegierung bestimmt wird, die mit Hilfe eines Lötdrahtes angebracht wird. Die Lötspitze wird auf den zu lötenden Oberflächen positioniert. Die X-Y-Z-Positionierung kann von einem System zum anderen variieren. In einigen Fällen führt die Lötspitze die gesamte Bewegung aus, in anderen Fällen wird die X-Y-Positionierung durch die Bewegung der Leiterplatte vorgenommen. Einige Systeme können auch den Winkel der Lötspitze programmieren und von welcher Seite sie auf die lötbaren Oberflächen zugreift. Dies kann nützlich sein, wenn die Zugänglichkeit zu den lötbaren Oberflächen eingeschränkt ist, z.B. durch Bauteilen, die sich bereits auf der Leiterplatte befinden von einem früheren Bestückungs-/Lötprozess. In einem ersten Schritt wird die Lötspitze die zu lötenden Oberflächen vorheizen. Um die Wärmeübertragung zu begünstigen, wird im Allgemeinen bereits etwas Lot auf die Kontaktfläche zwischen der Lötspitze und den zu lötenden Oberflächen gegeben. Das flüssige Lot verbessert die Wärmeübertragung und beschleunigt den Prozess. Die Dauer des Vorheizens wird durch die thermische Masse des Bauteils und der Leiterplatte bestimmt. Danach wird die richtige Menge an Lötdraht hinzugefügt und die flüssige Lotlegierung benetzt die zu lötenden Oberflächen so dass das Bauteil und die Leiterplatte mit einer Lötstelle verbunden werden. Die Hauptschwerpunkte des Roboterlötprozesses sind in der Regel die Optimierung der Lötgeschwindigkeit, die Einschränkung von Lot- und Flussmittelspritzern, die Begrenzung der Bildung von Flussmittelrückständen nach dem Löten und die Minimierung der Verschmutzung der Lötspitze. Ein wichtiger Parameter in diesem Zusammenhang ist der verwendete Lötdraht und insbesondere das Flussmittel, das in diesem Lötdraht enthalten ist. Für ein schnelleres Löten wird häufig ein aktivierter (halogenierter) Lötdraht der Klassifizierung 'L1' oder höher verwendet. Es gibt Lötdrähte, die speziell für das Löten mit Robotern entwickelt wurden. Sie sorgen nicht nur für schnelles Löten, sondern auch für weniger Spritzer, Flussmittelrückstände und Verschmutzung der Lötspitze. Es gibt sie auch in der 'L0'-Klassifizierung.

  • Handlöten ist eine Technologie in der Elektronikfertigung, bei der ein Handlötkolben verwendet wird, um eine Lötstelle zu bilden oder ein Bauteil von einer Leiterplatte zu entlöten. Das Verfahren wird vor allem bei Nacharbeit und Reparatur eingesetzt, aber auch zum Löten einzelner Bauteilen, die beim Massenlötverfahren (Reflow- oder Wellenlöten) ausgelassen wurden. Dies kann an der Verfügbarkeit oder der Temperaturempfindlichkeit dieser Bauteile liegen. Der Lötkolben ist normalerweise Teil einer Lötstation, die über eine Stromversorgung verfügt, die die Temperatur des Lötkolbens steuert. Diese Temperatur kann je nach verwendeter Lotlegierung eingestellt werden und liegt normalerweise zwischen 320°C und 390°C. Der Lötkolben hat eine austauschbare Lötspitze, die je nach dem zu lötenden Bauteil ausgewählt werden kann. Für eine optimale Wärmeübertragung ist eine möglichst große Lötspitze empfehlenswert, vor allem beim Löten von (thermisch schweren) Durchkontaktierten Bauteilen. Beim Löten von thermisch schweren Bauteilen und Platinen ist auch die Leistung der Lötstation wichtig, um die eingestellte Temperatur der Lötspitze zu halten. Bei Nacharbeit und Reparatur ist es unrealistisch, die optimale Lötspitze für jedes einzelne Bauteil zu wechseln, und es werden nur einige Lötspitzen verwendet. Es gibt Lötspitzen zum Löten von mehreren Lötstellen hintereinander von SMD-Bauteilen, wie z.B. für SOICs (Small Outline Integrated Circuit) und QFPs (Quad Flat Package). Um die Wärmeübertragung und das Fließen des Lots zu unterstützen, sind die Lötspitzen benetzbar, das heißt, sie gehen eine Wechselwirkung mit der Lotlegierung ein. Während des Lötens oxidieren diese Spitzen und können ihre Benetzbarkeit verlieren, wodurch die Wärmeübertragung behindert wird. Dies kann vermieden werden, indem Sie die Lötspitze z.B. mit einem Spitzenverzinner reinigen. Nach einiger Zeit nutzen sich die Lötspitzen trotzdem ab und müssen ersetzt werden. Die Lebensdauer der Lötspitze kann optimiert werden, indem Sie die Verwendung von abrasiven oder aggressiven Lötspitzenreinigern vermeiden oder die Lötspitze nicht mechanisch reinigen, z.B. mit Stahlwolle oder Schleifpapier. Die Verwendung eines absolut halogenfreien Lötspitzenverdünners ist ratsam. Beim Handlöten wird das Lot für die Lötstelle in der Regel durch einen Lötdraht bereitgestellt. Ein Lötdraht ist in verschiedenen Durchmessern und verschiedenen Legierungen erhältlich und enthält eine bestimmte Menge eines bestimmten Flussmittels. Die Legierung ist in der Regel die gleiche oder eine ähnliche Legierung wie für das Massenlötverfahren (Reflow-, Wellen- oder Selektivlöten). Der Durchmesser wird entsprechend der Größe der Lötstelle gewählt. Der Flussmittelgehalt im Lötdraht richtet sich in der Regel nach der thermischen Masse des zu lötenden Bauteils und der Platine. (Thermisch schwere) durchkontakierte Lötstellen benötigen mehr Flussmittel. Ein höherer Flussmittelgehalt führt auch zu mehr sichtbaren Flussmittelrückständen nach dem Löten. Manchmal wird ein zusätzliches Flussmittel benötigt, das in den meisten Fällen ein flüssiges Rework- und Reparaturflussmittel ist, aber auch ein Gel-Flussmittel sein kann. Die Art des Flussmittels/Lötdrahtes wird durch die Lötbarkeit der zu lötenden Oberflächen bestimmt. Bei normaler Lötbarkeit von elektronischen Bauteilen und Leiterplatten ist ein absolut halogenfreies 'L0'-Flussmittel/Lötdraht empfehlenswert. Im Allgemeinen wird ein Handlötvorgang wie folgt durchgeführt: Stellen Sie die Temperatur der Lötspitze entsprechend der verwendeten Lotlegierung ein. Für bleifreie Legierungen liegt die empfohlene Arbeitstemperatur zwischen 320°C und 390°C. Bei dichteren Metallen wie Nickel kann die Temperatur bis auf 420°C erhöht werden. Die Verwendung einer guten Lötstation ist wichtig. Verwenden Sie eine Lötstation mit einer kurzen Reaktionszeit und mit ausreichender Leistung für Ihre Anwendung. Wählen Sie die richtige Lötspitze: Um den Wärmewiderstand zu verringern, ist es wichtig, eine möglichst große Kontaktfläche mit den zu lötenden Oberflächen zu schaffen. Erwärmen Sie beide Oberflächen gleichzeitig. Berühren Sie mit dem Lötdraht leicht die Stelle, an der sich die Lötspitze und die zu lötenden Flächen treffen (die geringe Menge an Lot sorgt für eine drastische Senkung des Wärmewiderstands). Führen Sie anschließend ohne Unterbrechung die richtige Menge Lötzinn zu in der Nähe der Lötspitze, ohne die Spitze zu berühren. Dies verringert das Risiko von Flussmittelspritzern und vorzeitigem Flussmittelverbrauch!

  • Bleifreies Löten

  •

    Bleihaltiges Löten

Die wichtigsten Vorteile

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    Nicht störender Geruch

  • 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.

  • Gleichmässiger transparenter Rückstand

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    Hohe Reproduzierbarkeit

  • 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.

  • Bleifreie Legierungen sind Lotlegierungen ohne Pb, die für die Verbindung von elektronischen Bauteilen mit Leiterplatten in der Elektronikfertigung verwendet werden. Im Jahr 2006 schränkte der Gesetzgeber die Verwendung von Blei (Pb) ein, da die Gefahr bestand, dass Altgeräte auf Deponien das Grundwasser verschmutzen und Pb in das Ökosystem gelangen würde. Wenn Pb vom menschlichen Körper aufgenommen wird, kann es nur sehr schwer entfernt werden, und es ist bekannt, dass es alle möglichen (langfristigen) Gesundheitsprobleme verursacht. Im Jahr 2006 wurde die Verwendung von Blei (Pb) per Gesetz eingeschränkt. Aus diesem Grund war die Industrie gezwungen, nach Alternativen ohne Pb zu suchen. Letztendlich hat sich die Industrie auf Lotlegierungen auf Sn(Ag)Cu-Basis festgelegt. Diese Legierungen boten eine akzeptable Verwendbarkeit in den bestehenden Lötprozessen in Kombination mit einer ausreichenden mechanischen Zuverlässigkeit der Lötstellen und guten thermischen und elektrischen Eigenschaften. Der Hauptnachteil der Sn(Ag)Cu-Legierungen ist ihr recht hoher Schmelzpunkt (oder Schmelzbereich), der zu ziemlich hohen Arbeitstemperaturen führt. Dies führt bei den Lötprozessen zu thermomechanischen Spannungen auf der elektronischen Baugruppe, die zu einer Beschädigung oder Vorschädigung einiger temperaturempfindlicher Leiterplattenmaterialien und Bauteilen führen können. Typische Löttemperaturen beim Wellenlöten sind 250-280°C, beim Selektivlöten 260-330°C und gemessene Peak-Temperaturen beim Reflowlöten 235-250°C. Die beliebteste Legierung ist die Sn96,5Ag3Cu0,5-Legierung mit einer Schmelztemperatur um 217°C, die oft als SAC305 bezeichnet wird. Andere Versionen sind SnAg4Cu0,5, SnAg3,8Cu0,7, SnAg3,9Cu0,6,... Die Unterschiede im Schmelzpunkt zwischen diesen Legierungen und die Unterschiede in Bezug auf die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften sind für die meisten elektronischen Anwendungen und Lötprozesse nicht von Bedeutung. Aus Kostengründen wird die Legierung mit dem niedrigsten Ag-Gehalt bevorzugt und das ist SAC 305. Ebenfalls aus Kostengründen gibt es einen Trend zu SnAgCu-Legierungen mit niedrigem Ag-Gehalt, wie z.B. Sn99Ag0,3Cu0,7, Sn98,5Ag0,8Cu0,7,..., die oft als 'Low SAC'-Legierungen bezeichnet werden. Diese Legierungen haben einen Schmelzbereich zwischen 217°-227°C. Dies erfordert in den meisten Fällen höhere Arbeitstemperaturen bei den Lötprozessen von bis zu 10°C, was bei einigen temperaturempfindlichen Bauteilen von Bedeutung sein kann. Die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften der sogennaten Low SAC-Legierungen unterscheiden sich etwas stärker von denen der Standard SAC-Legierungen. Generell haben sie eine geringere Temperaturzyklusbeständigkeit (Ermüdungsfestigkeit), aber für die meisten elektronischen Anwendungen ist dies nicht von Bedeutung. Die erforderliche um 10°C höhere Arbeitstemperatur ist jedoch beim Reflowlöten oft ein Problem, da die meisten elektronischen Geräte eine oder mehrere temperaturempfindliche Bauteile haben. Außerdem sind SMD-Lötstellen (Surface Mount Device) im Allgemeinen schwächer als durchkontaktierte Lötstellen. Auch haben SAC-Legierungen im Allgemeinen eine eher weniger gute Temperaturwechselbeständigkeit, insbesondere bei dünnen Lötstellen. In Anbetracht all dieser Faktoren fällt die Wahl in den meisten Fällen auf die Standard-SAC-Legierungen und nicht auf die Niedrig-SAC-Legierungen für das Reflowlöten. Beim Wellenlöten sieht die Sache ein wenig anders aus. Das Wellenlötbad mit einer bleifreien Lötlegierung erzeugt aufgrund seiner hohen Arbeitstemperatur ziemlich viele Oxide. Aus diesem Grund haben sich viele Hersteller für Maschinen mit geschlossenem Stickstoffatmospäre entschieden. Dies erfordert jedoch Investitionen in die Infrastruktur, die nicht jeder Hersteller bereit oder in der Lage ist, zu tun. Die entstehenden Oxide werden in der Regel an den Hersteller der Lotlegierung zurückverkauft und dort recycelt. Die Gesamtkosten für den Elektronikhersteller sind ziemlich hoch, vor allem bei den Lotlegierungen mit hohem Ag-Gehalt wie SAC305. Deshalb gibt es eine Tendenz zur Verwendung von Low SAC- und sogar SnCu-Legierungen (ohne Ag). Auch hier erfordert der höhere Schmelzpunkt eine Erhöhung der Betriebstemperatur, um einen akzeptablen Durchtieh in die Durchkontaktierungen zu erreichen. Da in den meisten Fällen die Wärme von der Unterseite und den Anschlüssen der Bauteilen zugeführt wird, leiden die temperaturempfindlichen Bauteilen auf der Oberseite der Platine im Allgemeinen nicht allzu sehr darunter. In Bezug auf die mechanische Zuverlässigkeit der Low SAC- und SnCu-Legierung ist dies weniger ein Problem, da durchkontaktierte Lötverbindungen im Allgemeinen viel stärker sind als SMD-Verbindungen. Wenn (geklebte) SMD-Komponenten auf der Unterseite der Leiterplatte wellengelötet werden, kann dies anders sein. Auch wenn thermisch schwere Anwendungen gelötet werden müssen, können die höheren Schmelzpunkte ein Problem mit einem guten Durchstieg in die Durchkontaktierungen darstellen. Es sind Fälle bekannt, in denen die Arbeitstemperatur so stark erhöht werden musste, dass das Leiterplattenmaterial und einige Bauteile auf der Oberseite beschädigt wurden. In solchen Fällen ist eine niedrigschmelzende Lotlegierung eine gute Lösung. Niedrigschmelzende Legierungen auf SnBi-Basis wurden bei der Umstellung von Pb-haltigen auf Pb-freie Legierungen wegen ihrer Unverträglichkeit mit Pb nie als brauchbare Alternative angesehen. In der Übergangsphase, als noch viele Bauteilen und Leiterplattenmaterialien Pb enthielten, war es unmöglich, sie zu verwenden. Seit ein paar Jahren beginnt die Industrie jedoch, die niedrigschmelzenden Legierungen wieder in Betracht zu ziehen, da sie viele Vorteile haben und das Risiko einer Pb-Kontamination extrem gering geworden ist. Eine niedrigschmelzende Lotlegierung wie z.B. LMPA-Q erfordert viel niedrigere Betriebstemperaturen als die standardmäßigen bleifreien Lotlegierungen. Beim Reflowlöten ist eine Spitzentemperatur von 190°C-210°C erforderlich, beim Wellenlöten beträgt die Badtemperatur typischerweise 220°C-230°C und beim Selektivlöten liegt die Arbeitstemperatur typischerweise bei 240°C-250°C. Dadurch wird das Risiko der Beschädigung temperaturempfindlicher Bauteilen und Leiterplattenmaterialien erheblich reduziert und sogar die Verwendung preiswerterer Bauteilen und Materialien, die temperaturempfindlich sind, erleichtert. Beim Reflowlöten führt die Legierung mit dem niedrigen Schmelzpunkt auch zu einer geringeren Lunkerbildung (Voidbildung) bei BTCs (Bottom Terminated Components, Bauteile mit den Anschlüssen an der Unterseite). Im Allgemeinen weisen Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt weniger als 10% Lunker (Voids) auf, während bleifreie SAC-Legierungen in der Regel 20-30% Lunker aufweisen. Beim Wellenlöten ermöglicht die niedrigschmelzende Legierung schnellere Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 70% und beim Selektivlöten, bei dem das Löten von Steckern mit bis zu 50mm/s erfolgen kann, kann die Gesamtprozesszeit um die Hälfte reduziert werden, wodurch die Maschinenkapazität um 100% erhöht wird. Außerdem hat die Legierung mit dem niedrigen Schmelzpunkt keine Probleme mit einem guten Durchtieg in die Durchkontaktierungen bei thermisch schweren Bauteilen. Die Verwendung von Stickstoff beim Wellen- und Reflowlöten ist möglich, aber nicht erforderlich. Die thermischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften der LMPA-Q-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt sind für die meisten elektronischen Anwendungen ausreichend. Angesichts all dieser Vorteile sehen viele die niedrigschmelzenden Legierungen als die Zukunft der Elektronikfertigung.

  • Bleihaltige legierungen sind die traditionellen SnPb(Ag)-Legierungen, die in der Elektronikfertigung vor 2006 für die Verbindung von elektronischen Bauteilen mit Leiterplatten verwendet wurden. Im Jahr 2006 schränkte der Gesetzgeber die Verwendung von Blei (Pb) ein, da die Gefahr bestand, dass Altgeräte auf Mülldeponien das Grundwasser verschmutzen und Pb in das Ökosystem gelangen würde. Wenn Pb vom menschlichen Körper aufgenommen wird, kann es nur sehr schwer wieder entfernt werden und es ist bekannt, dass es viele möglichen (langfristigen) Gesundheitsprobleme verursacht. Aus diesem Grund hat die Elektronikindustrie bleifreie Lötlegierungen eingeführt. Da die langfristige Zuverlässigkeit der bleifreien Legierungen zu diesem Zeitpunkt (2006) noch nicht erwiesen war, durften einige kritische Branchen der Elektronikindustrie, wie z.B. die Automobil-, Eisenbahn-, Medizin- und Militärindustrie, vorübergehend weiterhin die SnPb(Ag)-Legierungen verwenden. Aber auch in diesen Branchen wird die Verwendung von bleihaltigen Legierungen schrittweise eingestellt. Die typischsten Legierungen für das Wellenlöten waren Sn60Pb40 und Sn63Pb37 mit einem Schmelzpunkt um 183°C. Dies ermöglichte Betriebstemperaturen um 250°C. Das Oxidationsverhalten der Legierungen wurde als akzeptabel angesehen und die Verwendung einer geschlossenen Stickstoffatmosphäre wie bei bleifreien Legierungen war nicht erforderlich. Für das Reflowlöten war die meist typische Legierung Sn62Pb36Ag2 mit einem Schmelzpunkt um 179°C. Der Zusatz von Ag verleiht den SMD-Lötstellen (Surface Mount Device), die in der Regel weniger stabil sind als Durchstecklötstellen, zusätzliche mechanische Zuverlässigkeit. Die Legierung ermöglichte (gemessene) Peak-Temperaturen zwischen 200-230°C. Die Verwendung von Stickstoff beim Reflowprozess war zwar vorhanden, aber sicherlich nicht so weit verbreitet wie bei bleifreien Legierungen.

Physikalische & chemische Eigenschaften

Konformität
RO L1 nach EN- und IPC-Normen.

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