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Basismaterial für die Bauteilverdrahtung

Lotpaste ≠ Lotpaste

12. Januar 2017, 14:49 Uhr | Von Surge Tuerlings

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Lotpasten mit gemischten Flussmittel auf Kolophonium- und Kunstharzbasis

Einige Lotpasten weisen gemischte Flussmittel auf Kolophonium- und Kunstharzbasis auf.

Stabilisatoren: Diese Chemikalien dienen der Stabilisierung der Pasten während des Transports, der Lagerung und des Druckens. Sie regulieren die Fähigkeit der Paste, eine stabile Viskosität aufrecht zu erhalten. Konsistente Viskosität ist eine wichtige Größe für den gesamten Druckprozess. Sollte die Paste ihre Anfangsviskosität verlieren, könnte sie entweder verlaufen oder eintrocknen, was das Druckergebnis beeinträchtigen würde.
Aktivatoren: Die Aktivatoren im Flussmittel sollen dazu beitragen, die Oberfläche der Leiterplatte und des Bauelements zu reinigen. Außerdem müssen sie die Oberflächenspannung verringern und das Benetzungsverhalten der Lotpaste verbessern. Besonders in bleifreien Lotpasten sind Aktivatoren im Hinblick auf die ausreichende Benetzung äußerst wichtig.
Lösungsmittel: Diese hochsiedenden Alkohole sind dem Flussmittel beigemengt, um einige der anderen Bestandteile löslich machen zu können. Darüber hinaus tragen sie zur Reinigung der Oberfläche bei.
Oberflächenaktive Substanzen: Diese Chemikalien sollen die zu lötende Fläche reinigen, ferner die Oberflächenspannung reduzieren und so das Benetzungsverhalten der Lotpaste optimieren.
Wärmestabilisatoren: Diese Inhaltsstoffe beeinflussen die Stabilität der Paste während des Reflow-Prozesses. Wärmestabilisatoren wirken sich unmittelbar auf das Verhalten der Paste während des Reflow-Prozesses aus. So kann die Paste zum Beispiel auch für Reflow-Profile mit langen Perioden in hohen Temperaturbereichen verwendet wenden. Darüber hinaus schützen sie vor Oxidation.
Rheologische Zusätze: Diese Stoffe werden auch Verdicker bzw. Binder genannt. Rheologische Wirkstoffe geben der Paste ihre endgültige Viskosität und sorgen dafür, dass sie diese während des Transports, der Lagerung und des Druckens nicht verliert. Ebenso tragen sie zur Klebekraft (Tackiness) der Paste bei, die bei der Bestückung eine wichtige Rolle spielt.
Plastifizierer, Aromen und Inhibitoren (verhindern eine Reaktion des Flussmittels mit dem Pulver) können als sonstige Inhaltsstoffe das Lotpastengemisch komplettieren.

Aufgrund dieser Zusammensetzung leuchtet ein, dass das Mischungsverhältnis von Metallpulver und Flussmittel die Homogenität und die Stabilität der Paste maßgeblich beeinflusst. Ergänzend sei erwähnt, dass bei den meisten bleifreien Pasten der Gewichtsanteil des Flussmittels bei 11 bis 12 % liegt; der Volumenanteil dagegen beträgt ungefähr 50 Prozent.

Einfluss der Lotpaste auf den Bestückungsprozess

Die Lotpaste ist der Stoff, der für die mechanische und elektrische Verbindung zwischen der nackten (unbestückten) Leiterplatte und dem SMT-Bauelement sorgt. Lotpastenqualität allein reicht aber nicht aus: Vielmehr muss man auch auf das richtige Auftragsverfahren achten und die beim Reflow-Vorgang herrschenden Bedingungen sehr genau kontrollieren.

Nach dem Auftrag jedenfalls füllt die Paste eine bestimmte Fläche und Höhe auf dem SMT-Pad aus. Und das richtige Maß dafür ist entscheidend für eine optimale Lötverbindung und Benetzbarkeit auf dem Pad. Die Lotpaste muss nämlich die Bauelemente während der Bestückung und vor dem Reflow-Löten in Position halten. Wichtig ist dabei ihre Konsistenz, die bei dem Bestückungsprozess und dem Transport in den Reflow-Ofen gewahrt bleiben muss. Eigenschaften wie Klebekraft, Formhaltung und Thixotropie (Fließeigenschaften) sind ebenfalls entscheidend für die Stabilität einer Lotpaste bei der Bestückung.