IF 9009LT

Bleifreie Lotpaste

Interflux® IF 9009LT ist eine No-clean Lotpaste mit erhöhter Aktivität sowohl in SnPb(Ag) als auch in bleifreien Legierungen.

IF 9009LT SnAgCu 500g jar

Geeignet für

  • Der Schablonendruck ist die am häufigsten verwendete Methode zum Auftragen von Lotpaste auf die Pads einer Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) in der SMT-Fertigungslinie (Surface Mount Technology) in der Elektronikfertigung. Nach dem Schablonendruck werden die SMD-Bauteile (Surface Mount Device) mit ihren lötbaren Anschlüssen auf die Lotpaste bestückt und die Leiterplatte wird durch einen Reflowofen transportiert, wo die Bauteile mit der Leiterplatte verlötet werden. Der Schablonendruck kann auch zum Auftragen von Lotpaste in Durchkontaktierungen für die 'Pin-in-Paste'- Technologie (PiP, Intrusive Reflow) verwendet werden, wo durchkontaktierte Bauteile im Reflowlötverfahren gelötet werden. Der Schablonendruck kann auch verwendet werden, um SMT-Kleber auf die Leiterplatte aufzutragen. Die SMD-Bauteile werden mit ihrem Körper auf den Kleber gelegt, der in einem Reflowofen ausgehärtet wird. Danach werden die auf die Leiterplatte geklebten SMD-Bauteile in einem Wellenlötverfahren gelötet. Die Leiterplatte wird gegen eine Schablone gedruckt, die mit Öffnungen versehen ist, in die die Lotpaste gerakelt werden muss. Auf der Schablone befindet sich ein Volumen an Lotpaste. Ein Rakel wird mit einem bestimmten Druck auf die Schablone gesenkt. Die Rakel bewegt sich mit einer bestimmten Druckgeschwindigkeit über die Schablone. Dadurch rollt die Lotpaste in die Öffnungen. Die Druckgeschwindigkeit kann durch den gewünschten Durchsatz bestimmt werden was typisch ist Fertigungen mit hohem Durchsatz, aber sie kann auch durch die verwendete Lotpaste begrenzt werden. Diese Geschwindigkeit kann von 20-150 mm/s variieren. Sobald die gewünschte Geschwindigkeit festgelegt ist, muss ein Rakeldruck für diese Druckgeschwindigkeit bestimmt werden. Höhere Geschwindigkeiten erfordern höhere Rakeldrücke. Der richtige Druck ist der Mindestdruck, der erforderlich ist, um nach dem Druck eine saubere Schablone zu erhalten, d.h. alle überschüssige Lotpaste wurde durch den Rakel entfernt. Die Leiterplatte wird vertikal von der Schablone wegbewegt, die Lotpaste löst sich von der Schablone und die Pads der Leiterplatte haben Lotpastendepots. Ziel ist es, ein gut definiertes Druckergebnis zu erzielen, bei dem sich die gesamte Lotpaste von der Schablone gelöst hat und keine Lotpaste zwischen Schablone und Leiterplatte gepresst wurde. Das Ablösen der Lotpaste ist bei kleineren Öffnungen und dickeren Schablonen selbstverständlich schwieriger. Einige Designregeln besagen, dass das Verhältnis zwischen der Oberfläche der Öffnung und der Oberfläche der Seiten ('Wände') der Öffnung vorzugsweise nicht kleiner als 0,6 sein sollte. Die Qualität der Schablone ist ein wichtiger Parameter für eine gute Pastenauslösung. An rauen Seiten haftet die Lotpaste eher. Es gibt verschiedene Arten von Schablonen. Die beliebteste ist die Edelstahlschablone mit lasergeschnittenen Öffnungen, die anschließend durch einen chemischen Prozess geglättet werden. Manchmal werden sie mit einer Beschichtung behandelt, damit die Paste besser auslöst. Die Hauptgründe für das Lotpaste zwischen Schablone und Leiterplatte gedruckt wird sind eine schlechte Abdichtung zwischen Leiterplatee und Schablone oder ein zu hoher Druck für die verwendete Druckgeschwindigkeit. Dies kann nach dem Reflow zu Lötperlen oder Brückenbildung führen. Einige Druckmaschinen verfügen über eine automatische Schablonenunterseitenreinigungseinheit die so programmiert werden kann, dass sie die Schablone nach einer bestimmten Anzahl von Drucken reinigt. Dadurch wird ein stabiles Druckergebnis erzielt. Es ist ratsam, in diesen Geräten keine Reinigungsflüssigkeiten auf IPA- oder Wasserbasis zu verwenden, da sie die Stabilität der Lotpaste beeinträchtigen können. Die Verwendung von Produkten, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden, ist ratsam. Die Stabilität der Lotpaste auf der Schablone, d.h. wie gut die Lotpaste ihre Druckeigenschaften im Laufe der Zeit behält, ist ebenfalls ein Parameter für einen stabilen Druckprozess. Einige Druckmaschinen verfügen über eine integrierte AOI (Automatische Optische Inspektion), die das Druckergebnis überprüft und einen Alarm auslöst, wenn es von den programmierten Sollwerten abweicht. Auf diese Weise wird vermieden, dass elektronische Geräte mit Lötstellen produziert werden, die nicht dem guten Standard entsprechen.

  • Das Reflowlöten ist das am häufigsten verwendete Lötverfahren in der Elektronikfertigung. Hauptsächlich SMD-Bauteile (Surface Mount Device), aber auch einige durchkontaktierte Bauteile werden in einem Reflowofen mit einer Lotpaste auf eine Leiterplatte (PCB) gelötet. Der Reflowofen ist in der Regel ein Konvektionssofen, aber auch Dampfphasen- und IR-Öfen sind möglich. Der erste Schritt des Prozesses ist das Auftragen von Lotpaste auf die Pads der Leiterplatte oder im Falle von Durchkontaktierten Bauteilen in die Durchkontaktierung. Das letzte wird als 'Pin-in-Paste' (PiP) oder 'Intrusive Reflow' bezeichnet. Die meist verwendete Auftragsmethode ist der Schablonendruck, aber auch Dosieren (Dispensen) und Lotpasten-Jetten sind möglich. Je nach Auftragsmethode hat die Lotpaste eine andere Konsistenz und wird in einer anderen Verpackung geliefert. Lotpaste ist eine Mischung aus Lotpulver und einem Gel-Flussmittel. Die Konsistenz der Paste hängt von der Art des Flussmittelgels und des Pulvertyps ab und davon, in welchem Verhältnis sie gemischt werden. Das Lotpulver besteht aus einer bestimmten Lotlegierung und hat eine bestimmte Korngröße (Verteilung). Eine feinere Körnung wird für Bauteilen mit kleinerem Pitch (Abstand zwischen den Anschlüssen) und kleinere Schablonenöffnungen verwendet. Auch beim Dispensen und noch mehr beim Jetten sind feinere Körnungen erforderlich. Das Flussmittelgel enthält Substanzen zur desoxidation der zu lötenden Oberflächen. Es enthält auch Substanzen, die die Konsistenz und das Verhalten der Lotpaste im Prozess zum großten Teil bestimmen. Beim Schablonendruck von Lotpaste ist ein wichtiger Parameter, dass die Lotpaste ihre Druckeigenschaften während der Zeit, in der sie sich auf der Schablone befindet, behält. Dies wird oft als die Stabilität der Lotpaste bezeichnet. Die Stabilität der Lotpaste ist schwer zu quantifizieren, kann aber anhand der Schablonenstandzeit, die man im technischen Datenblatt findet, geschätzt werden. Nach dem Auftragen der Lotpaste werden die SMD-Bauteile mit ihren lötbaren Anschlüssen auf die Lotpaste bestückt. In den meisten Fällen wird dies mit einer Bestückungsmaschine (Pick-and-Place-Maschine) durchgeführt. Die Lötpaste muss genügend Haftkraft haben, um die Bauteile bis zum Löten an ihrem Platz zu halten. Ein Förderband transportiert die Leiterplatte durch einen Reflowofen, wo die Leiterplatte einem Reflowprofil unterzogen wird. Dieses Profil wird durch die Temperatureinstellungen der verschiedenen Konvektionszonen erzeugt. Diese sind normalerweise sowohl von oben als auch von unten angeordnet. Neben den Temperatureinstellungen kann in einigen Fällen auch die Konvektionsrate der Zonen programmiert werden, um eine bessere oder geringere Wärmeübertragung zu erreichen oder wenn einige hohen Bauteilen zu viel Kraft durch die Konvektion empfinden. Ziel ist es, alle Bauteile auf die Löttemperatur, die durch die verwendete Lotlegierung bestimmt wird, zu bringen, ohne dass temperaturempfindliche Bauteilen beschädigt oder überhitzt werden. Dies kann bei Baugruppen mit einer großen Vielfalt an großen und kleinen Bauteilen oder einer ungleichmäßigen Cu-Verteilung auf der Leiterplatte eine Herausforderung sein. In dieser Hinsicht begrenzt eine niedrigschmelzende Lotlegierung das Risiko einer Beschädigung oder Vorschädigung von Bauteilen und Leiterplatten erheblich. Die Geschwindigkeit des Förderbandes bestimmt die Zeit des Profils und den Durchsatz des Ofens. In den meisten Fällen wird der Durchsatz jedoch durch den Bestückungsprozess begrenzt. Nicht alle elektronischen Bauteile sind für das Reflowlöten geeignet. Einige aufgrund ihrer thermischen Masse wie z.B. große Transformer oder andere aufgrund ihrer thermischen Empfindlichkeit wie z.B. einige Displays, Stecker, Relais, Sicherungen,... Diese Bauteilen sind in der Regel als Durchkontaktierte Bauteilen erhältlich und werden in anderen Verfahren wie Selektivlöten, Wellenlöten, Handlöten, Roboterlöten, Laserlöten,... gelötet.

  • Dosieren (Dispensen) ist eine Technologie, die in der Elektronikfertigung verwendet wird, um Lotpaste (oder einen Klebstoff) aus einer Spritze auf eine Leiterplatte (PCB) aufzutragen. Dispensen ist eine flexiblere Methode zum Auftragen von Lotpaste als der Standard-Schablonendruck, da es das selektive Auftragen von Lotpaste auf einer Oberfläche mit vormontierten Bauteilen ermöglicht. Das Dispensen ist jedoch ein viel langsamerer Prozess als der Schablonendruck und eignet sich nicht für große Produktionsmengen. Deshalb wird es vor allem zum Auftragen von zusätzlicher Lotpaste in einer SMT-Fertigungsstraße (Surface Mount Technology) verwendet, aber auch für Nacharbeit und Reparatur sowie beim Prototyping. Die Dosierung kann manuell oder automatisch erfolgen. Bei Nacharbeit und Reparatur erfolgt dies in der Regel manuell mit einem System, das den Stößel der Spritze mit Druckluft beaufschlagt und die Lotpaste durch eine Nadel herausdrückt. Es kann aber auch von Hand mit einer Spritze mit manuellen Stößel durchgeführt werden. Bei automatisierten Prozessen, wie z.B. in einem eigenständigen Dosieranlage in einer SMT-Fertigungsstraße oder in einem Dispenser der in einem Schablonendrucker eingebaut ist , gibt es zwei Hauptsysteme, um die Lotpaste aus der Spritze zu drücken: Luftdruck und die Archimedes-Schraube. Luftdrucksysteme sind in der Regel preiswerter, aber die volumetrische Stabilität der Lotpastendepots ist etwas schwieriger zu kontrollieren, insbesondere wenn die Spritze fast leer ist und ein größeres Volumen an Druckluft in Kombination mit weniger Material in der Spritze vorhanden ist, das durch diesen Luftdruck bewegt werden muss. Systeme mit der Archimedes-Schraube sind in der Regel stabiler und schneller. Je nach Qualität der Lotpaste können sie jedoch empfindlich sein an einige sehr feine Partikel der Lotpaste, die zwischen der Archimedes-Schraube und den Seitenwänden eingeklemmt werden können, und die Nadel, aus der die Lotpaste austritt, blockieren können. Je kleiner und länger die Nadel ist, desto höher ist das Risiko einer Nadelblockierung. Die Nadelgröße wird entsprechend der Größe des gewünschten Lotdepots gewählt. Die Korngröße der Lotpaste wird entsprechend dieser Nadelgröße gewählt. Im Allgemeinen kann eine Typ 3 Lotpaste für Nadeln mit einem Innendurchmesser von größer als und bis zu 0,5 mm verwendet werden, eine Typ 4 Lotpaste für Nadeln mit einem Innendurchmesser von bis zu 0,25 mm, eine Typ 5 Lotpaste für Nadeln mit einem Innendurchmesser von bis zu 0,15 mm. Die Dosierleistung einer Lotpaste kann sich von einer zum anderen in Bezug auf die volumetrische Stabilität und die Empfindlichkeit gegenüber Nadelblockierung unterscheiden. Wenn eine Spritze mit Lotpaste zu lange, zu warm oder zu kalt gelagert wurde, kann sich dies ebenfalls auf die Dosierleistung auswirken. Wie stark sich Zeit und Temperatur auf die Dosierleistung auswirken, kann auch von einer Lotpaste zur anderen variieren. Lotpaste zum Dosieren kann in verschiedenen Arten von Spritzen erhältlich sein, abhängig von der Maschine für die sie benötigt wird. Die Spritzen können auch mit verschiedenen Arten von Stößeln erhältlich sein, die von der Viskosität der zu dosierenden Lotpaste abhängen. Die Standardgrößen für Spritzen sind 5CC, 10CC und 30CC.

  • Bleifreies Löten

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    Bleihaltiges Löten

Die wichtigsten Vorteile

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    Ideal für degradierte und schwer zu lötende Oberflächen

  • 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.

  • Eine erhöhte Aktivität eines Lötprodukts kann für Oberflächen mit schlechter Lötbarkeit erforderlich sein, wie z.B. Messing, ungeschütztes Ni, oxidiertes Ag, Cu, das nicht mikrogeätzt wurde,... oder Oberflächen mit reduzierter Lötbarkeit, wie z.B. I-Sn, das zu lange gelagert wurde oder zu viel Wärme ausgesetzt war, Cu-OSP, das vor zu langer Zeit ein bleifreies Reflowprofil durchlaufen hat,... Ein Hinweis auf die Aktivität eines Lötprodukts ist seine Klassifizierung. Die gängigste und meist akzeptierte Klassifizierung für Lötprodukte 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 führen in den meisten Fällen bereits zu einem besseren Ergebnis auf vielen der zuvor genannten Oberflächen mit schlechter oder verschlechterter Lötbarkeit. Die anderen Aktivierungsklassen sind M0 und M1 sowie H0 und H1. M steht für Mittel und H steht für Hoch. 0 steht für bis zu 500ppm Halogene sowohl für M0 als auch für H0. 1 steht für bis zu 2% Halogene für die Klasse M1 und für H1 sind mehr als 2% Halogene erlaubt. Lötprodukte der Klasse H sind mit Vorsicht zu behandeln, da sie korrosiv sein können und gereinigt werden müssen, vorzugsweise in einem automatisierten Reinigungsverfahren.

  • Gleichmäßige, klare und transparente Rückstände

  • 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
RE L1 nach EN- und IPC-Normen

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