Wenn Sie sich jemals eine Lötflussmittel Wenn Sie schon einmal das Gefühl hatten, einen Geheimcode entschlüsseln zu müssen, sind Sie nicht allein. Die Aneinanderreihung von Buchstaben und Zahlen - wie ROL0, ORM1 oder REL1 - kann auf den ersten Blick kryptisch erscheinen. Aber diese Klassifizierungen sind nicht zufällig, sondern eine standardisierte Methode, um wichtige Informationen über die Chemie, das Aktivitätsniveau und die Zuverlässigkeit eines Flussmittels zu vermitteln.
Ein Verständnis der Flussmittelklassifizierung hilft Ihnen, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, welches Flussmittel für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, egal ob Sie hochzuverlässige Elektronik zusammenbauen oder mit einer No-Clean-Formel für eine rationelle Verarbeitung arbeiten. In diesem Beitrag werden wir das System hinter diesen Klassifizierungen aufschlüsseln, damit Sie das richtige Flussmittel für Ihre Aufgabe auswählen können.
Dekodierung J-STD-004
Die für die vierstelligen Fluxcodes zuständige Organisation ist die Institut für gedruckte Schaltungen, oder IPC. Sie geben ihren Normungsdokumenten auch gerne Codenamen, und es ist der J-STD-004 von IPC, der dieses System zur Klassifizierung von Lötflussmitteln umreißt. In den nächsten Abschnitten gehen wir auf jeden Teil des Codes ein und geben einen Überblick darüber, was die verschiedenen Bezeichnungen für Ihre Flussmittelauswahl bedeuten.
Die ersten beiden Zeichen: Flux-Zusammensetzung
Die ersten beiden Zeichen klassifizieren Flussmittel nach ihrer Zusammensetzung - Harz, organisch oder anorganisch. Die Zusammensetzung des Flussmittels hat einen erheblichen Einfluss auf die Lötleistung, da sie das Benetzungsverhalten, die Integrität der Verbindung und die Notwendigkeit der Reinigung nach dem Löten beeinflusst.
Kolophonium-Flussmittel (RO)
- Zusammensetzung: Kolophoniumflussmittel wird aus Kiefernsaft gewonnen und ist ein natürlich vorkommender Stoff. Bei Raumtemperatur ist es inert, bei hohen Temperaturen sauer und nach dem Abkühlen nicht mehr sauer. Da es sich um ein Pflanzenprodukt handelt, unterliegt es möglicherweise größeren natürlichen Schwankungen als sein Cousin, das Harz.
- Funktion: Kolophonium-Flussmittel entfernt Oxide von Metalloberflächen und verbessert so den Benetzungsprozess. Seine milde Beschaffenheit erfordert nur eine minimale bis gar keine Reinigung nach dem Löten, je nach der spezifischen Formulierung und Anwendung.
Harz-Flussmittel (RE)
- Zusammensetzung: Harz-Flussmittel sind entweder modifiziertes Kolophonium oder vollständig synthetisches Material.* Die Leistung von Harz kann beständiger sein als die von Kolophonium, da es weniger natürlichen Schwankungen unterliegt.
- Funktion: Ähnlich wie Kolophonium-Flussmittel erleichtern Harzflussmittel die Entfernung von Oxiden und verbessern den Lötprozess. Sie können so formuliert werden, dass sie unterschiedliche Aktivitätsniveaus und Rückstandssauberkeiten bieten und so den verschiedenen Herstellungsanforderungen gerecht werden.
* Einige Flussmittel enthalten sowohl Kolophonium als auch Harz, und ihre Bezeichnung richtet sich danach, welcher Stoff mehr enthalten ist.
Organisches Flussmittel (OR)
- Zusammensetzung: Organische Flussmittel bestehen aus organischen Säuren oder anderen organischen Verbindungen. Sie sind bekannt für ihre stärkere Reinigungswirkung und sind oft wasserlöslich.
- Funktion: Diese Flussmittel entfernen Oxide und Verunreinigungen von Metalloberflächen und gewährleisten eine hervorragende Benetzung. Da diese Flussmittel in der Regel erst bei hohen Temperaturen deaktiviert werden, müssen sie nach dem Löten gründlich gereinigt werden, um alle verbleibenden aktiven, korrosiven Rückstände zu entfernen.
Anorganischer Fluss (IN)
- Zusammensetzung: Anorganische Flussmittel enthalten anorganische Säuren oder Salze. Dies sind die aggressivsten Flussmittel, die für Anwendungen verwendet werden, bei denen schwere Oxide entfernt werden müssen.
- Funktion: Aufgrund ihrer starken Aktivität sind anorganische Flussmittel sehr wirksam bei der Vorbereitung von Metalloberflächen zum Löten. Sie werden meist in speziellen Anwendungen eingesetzt, bei denen die Entfernung erheblicher Oxidationen erforderlich ist. Die Reinigung nach dem Löten ist wichtig, um Korrosion und Schäden an der Baugruppe zu vermeiden. IN-Flussmittel werden nicht in der Elektronikmontage verwendet.
Drittes Zeichen: Aktivitätsniveau
Das Aktivitätsniveau des Flussmittels hat einen direkten Einfluss auf die Bildung von Lötstellen, indem es die Entfernung von Oxiden und Verunreinigungen von den Metalloberflächen beeinflusst. Flussmittel erhalten ihre Aktivitätsbezeichnungen, indem sie bei IPC-spezifischen Tests, einschließlich Kupferspiegel, Oberflächenisolationswiderstand (SIR) und quantitativen Halogenidtests, in bestimmte Bereiche fallen. (Beachten Sie, dass der Halogenidgehalt, der im nächsten Abschnitt erörtert wird, nicht allein den Aktivitätsgrad angibt, da viele andere Zusatzstoffe ebenfalls einen Einfluss haben).
Flüsse mit geringer Aktivität (L)
- Definition: Entwickelt für Anwendungen, bei denen eine minimale Oxidentfernung erforderlich ist. Zusätzlich zur Erfüllung anderer Prüfkriterien enthalten Flussmittel mit geringer Aktivität weniger als 0,05% Halogenide nach Gewicht, wenn sie als L0 bezeichnet werden, und weniger als 0,5% Halogenide nach Gewicht, wenn sie als L1 bezeichnet werden.
- Auswirkungen: Diese Flussmittel werden in der Regel in kontrollierten Umgebungen verwendet, in denen die Oberflächen bereits relativ sauber sind. Sie minimieren zwar das Risiko einer Beschädigung empfindlicher Komponenten, ihre milde Wirkung reicht jedoch möglicherweise nicht für stark oxidierte Oberflächen aus.
Mäßige Aktivitätsflüsse (M)
- Definition: Sie sind aggressiver als Flussmittel mit geringer Aktivität, aber dennoch in der Lage, das Risiko von Korrosion oder Schäden zu begrenzen. Zusätzlich zur Erfüllung anderer Prüfkriterien enthalten diese Flussmittel weniger als 0,05% Halogenide nach Gewicht, wenn sie als M0 bezeichnet werden, und zwischen 0,5 und 2,0% Halogenide nach Gewicht, wenn sie als M1 bezeichnet werden.
- Wirkung: Die Flussmittel mit mittlerer Aktivität sind ideal für allgemeine Lötarbeiten und gewährleisten eine gute Benetzung und Haftung auf Oberflächen mit mäßiger Oxidation. Sie bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Reinigungseffektivität und Problemen mit Rückständen nach dem Löten.
Hohe Aktivitätsflüsse (H)
- Definition: Diese Flussmittel weisen die höchste Reinigungskraft auf und sind in der Lage, erhebliche Mengen an Oxid und Verunreinigungen von Metalloberflächen zu entfernen. Zusätzlich zur Erfüllung anderer Prüfkriterien enthalten diese Flussmittel weniger als 0,05% Halogenide nach Gewicht bei der Bezeichnung H0 und mehr als 2,0% Halogenide nach Gewicht bei der Bezeichnung H1.
- Auswirkung: Hochaktive Flussmittel sind unverzichtbar für anspruchsvolle Lötanwendungen mit stark oxidierten Metallen oder wenn eine starke Reinigungswirkung erforderlich ist. Ihr aggressiver Charakter erfordert jedoch eine sorgfältige Handhabung und eine gründliche Reinigung nach dem Löten, um Korrosion oder Probleme durch Rückstände zu vermeiden.
Viertes Zeichen: Halidgehalt
Halogenide werden den Flussmitteln zugesetzt, um deren Aktivitätsniveau zu erhöhen und ihre Fähigkeit zu verbessern, Metalloberflächen zu reinigen und die Benetzung zu fördern. Obwohl sie für die Lötleistung von Vorteil sind, können halidhaltige Rückstände je nach Flussmittelformel und Anwendungsanforderungen zu Korrosion, elektrischen Ausfällen oder einer geringeren langfristigen Zuverlässigkeit der Lötstelle führen.
Niedriger Halogenidgehalt (0)
Flussmittel mit einem Halogenidgehalt von weniger als 0,05% nach Gewicht werden als "halogenfrei" bezeichnet. Diese Flussmittel wurden entwickelt, um das Korrosionsrisiko zu minimieren und eignen sich für Anwendungen, die saubere, zuverlässige Lötstellen ohne umfangreiche Reinigung nach dem Löten erfordern.
Vorhandensein von Halogeniden (1)
Als "1" in den Flussmittelbezeichnungen angegeben, werden Flussmittel, die Halogenide enthalten (über 0,05% nach Gewicht), wegen ihrer erhöhten Aktivität verwendet. Halogenide verbessern die Fähigkeit des Flussmittels, Oxide zu entfernen, erhöhen jedoch das Potenzial der ionischen Verunreinigung des Flussmittelrückstands.
Eine Anmerkung zu Halogeniden und Halogenen
Halogenide sind ionische Verbindungen, die typischerweise als Aktivatoren verwendet werden und oft mit Korrosion in Verbindung gebracht werden. Die IPC-Normen befassen sich mit Prüfverfahren und Grenzwerten für den Halogenidgehalt. Nicht-ionische halogenierte Verbindungen, oder Halogene, sind Gegenstand von Umweltvorschriften. In den europäischen Umweltnormen (EN-14582) werden Prüfverfahren und Grenzwerte für den Halogengehalt festgelegt.
Wenn Sie auf Produkte stoßen, die als "halogenfrei" oder "halogenfrei" bezeichnet werden, fragen Sie sich vielleicht, ob das dasselbe bedeutet, aber das tut es nicht. Obwohl sie ähnlich klingen und in gewisser Weise miteinander verwandt sind, sind die Testmethoden und der Testzweck für diese beiden Substanzen völlig unterschiedlich. Der Halogenidgehalt wird mit Hilfe der Ionenchromatographie am Schüttgut des Flussmittels gemessen und die Löt- und Zuverlässigkeitseigenschaften des Flussmittels bewertet. Der Halogengehalt wird mit Hilfe von Sauerstoffbombentests an den Flussmittelrückständen nach dem Löten gemessen und ist ein Faktor für Umwelt/Gesundheit und Sicherheit.
Die vollständige Liste der möglichen Flussbezeichnungen ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
IPC J-STD-004/A gegenüber IPC J-STD-004B/C/D
Zwischen IPC J-STD-004 und seinen Nachfolgern IPC J-STD-004B/C/D wurden die Prüfkriterien für den Aktivitätsgrad und den Halogenidgehalt in einigen Punkten geändert. Die bemerkenswerteste Änderung betraf die SIR-Prüfung mit Aktualisierungen der Prüfumgebung, der elektrischen Vorspannung und der Abtastfrequenz. Die andere wichtige Änderung war die Abschaffung des qualitativen Halogenidtests.
Das Ergebnis ist, dass einige Flussmittel, die unter J-STD-004 als L0 bezeichnet wurden, nun die Kriterien für L1 unter J-STD-004B erfüllen. Es ist sogar möglich, dass ein neueres Flussmittel mit der Bezeichnung L1 strengere Anforderungen erfüllt als ein älteres Flussmittel mit der Bezeichnung L0.
Aus diesem Grund ist es wichtig zu wissen, nach welcher Version der J-STD ein Flussmittel klassifiziert ist, und es kann sich lohnen, L1-Flussmittel in Betracht zu ziehen, wenn sie diese Bezeichnung nach der neueren Norm haben.
Die aktuelle Norm ist IPC J-STD-004D, die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments galt. Die Prüfanforderungen in dieser Norm sind weitgehend dieselben wie bei IPC J-STD-004B, jedoch bietet die neuere Norm Spezifikationen für zusätzliche optionale SIR-Tests.
Schlussfolgerung
Bei AIM wissen wir, dass die Wahl des richtigen Flussmittels genauso wichtig ist wie die Wahl der richtigen Lotlegierung. Deshalb bieten wir eine Reihe von Flussmittelformulierungen an, die den unterschiedlichen Anforderungen der modernen Elektronikfertigung gerecht werden. Wenn Sie Fragen dazu haben, welches Flussmittel für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, steht Ihnen unser Team jederzeit zur Verfügung.
Haben Sie noch Fragen? Erreichen Sie uns-Wir helfen Ihnen gerne, das perfekte Flussmittel für Ihr Verfahren zu finden.
