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Die
Erfindung betrifft ein Lotmittel zur Verwendung beim Weichlöten, ein
Verfahren zur Herstellung eines Lotmittels sowie ein Flussmittel
zum Weichlöten.
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Lotmittel
zum Weichlöten
sind bekannt. Üblicherweise
wird zum Weichlöten
eine Lötlegierung
zusammen mit einem Flussmittel eingesetzt. Das Flussmittel als Zusatzstoff
beim Weichlöten
entoxidiert die zu lötenden
Oberflächen
der Fügepartner
und verhindert die erneute Ausbildung einer Oxidschicht während des
Lötvorgangs.
Für Anwendungen
im Bereich der Elektronik oder Elektrotechnik ist ein Flussmittel
erforderlich, welches keine korrodierenden Rückstände hinterlässt. Bekannt sind Flussmittel
auf der Basis von Kolophonium.
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Viele
bekannte Lotmittel enthalten das Weichlot und das Flussmittel in
Kombination, beispielsweise in Form von Lotpaste, wobei das Weichlot
in Pulverform vorliegt und das Flussmittel als Bindemittel in der
Lotpaste dient. Bekannt sind des Weiteren flussmittelgefüllte Röhrenlote
als Lotmittel. Ein solches bekanntes Lotmittel ist in der 1 dargestellt.
Diese flussmittelgefüllten
Röhrenlote
werden in vielen Gebieten der Weichlöttechnik eingesetzt, beispielsweise
im Apparatebau, in der Blechverarbeitung und insbesondere in der
Elektrotechnik und Elektronik, wobei je nach Anwendungsgebiet und
nach Anforderung verschiedene Flussmittel zum Einsatz kommen. Diese
bekannten flussmittelgefüllten
Röhrenlote
haben sich aufgrund ihrer einfachen Handhabung bewährt. Bei
der Verarbeitung dieser flussmittelgefüllten Röhrenlote treten jedoch verschiedene Probleme
auf, siehe 2. Wird das Weichlot 20' aufgeschmolzen,
tritt beim Aufschmelzen des Röhrenlotes an
der heißen
Spitze des Lötkolbens 40 das
gleichzeitig aufgeschmolzene Flussmittel 30' aus, da das Flussmittel 30' eine niedrigeren
Schmelzpunkt als das Weichlot 20' besitzt. Das überhitzte Flussmittel 30' verteilt sich
zunächst
auf der Lötstelle
und deren Umgebung, jedoch passiert es fast immer, dass sich das überhitzte Flussmittel 30' durch Spritzer
in der Umgebung der Lötstelle
verteilt. Diese Flussmittelspritzer stellen ein Problem dar, da
sie notwendige Kontaktstellen auf der Leiterplatte 50 verunreinigen
können.
Wird das Löten
manuell ausgeführt,
stellen diese Spritzer darüber
hinaus eine hohe Verletzungsgefahr dar. Bei der automatisierten
Durchführung
des Lötprozesses
wiederum führen
die Flussmittelspritzer zu einer starken Verschmutzung der Lötapparate
und damit zu einem erheblichen Reinigungsaufwand.
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In
der Vergangenheit hat es Versuche gegeben das Spritzverhalten von
Flussmittel beim Lötvorgang zu
beeinflussen. Unter anderem durch die Verwendung von Röhrenloten
mit mehreren Flussmittelseelen. Auf diese Weise verteilt sich das
Flussmittel im Lotdraht besser. Das Spritzverhalten des Flussmittels
verändert sich
jedoch nur geringfügig
und rechtfertigt nicht den erheblich größeren Herstellungsaufwand.
Eine andere Technik zur Vermeidung von Flussmittelspritzern stellt
das Aufschneiden des Drahtes unmittelbar vor dem Lötvorgang
dar. Auf diese Weise kann das Flussmittel bei niedrigerer Temperatur
aufschmelzen und bereits austreten, bevor das Weichlot aufgeschmolzen
wird. Diese Technik ist jedoch nachteilig in der Handhabung. Sie eignet
sich nur für
manuelle Lötprozesse,
da das aufgeschnittenen Röhrenlot
nicht mehr in einer Drahtzufuhreinrichtung einer automatischen Lötapparatur
verwendet werden kann.
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Ein
weiteres Problem bei der Verwendung von Röhrenloten ergibt sich aus deren
Herstellung. So wird ein Röhrenlot
durch Extrusion erzeugt, das mit Flussmittel gefüllt wird, vorzugsweise während der
Extrusion. Anschließend
wird der extrudierte Strang auf den gewünschten Durchmesser gezogen
und als gebrauchsfertiger Draht auf Rollen aufgespult. Das Füllen des
Röhrenlotes
ist schwierig zu steuern, oft wird der Hohlraum im Röhrenlot
nicht vollständig
mit Flussmittel gefüllt.
Diese Hohlräume
beeinflussen den Lötvorgang
negativ und damit die Qualität
der später
erzielten Lötverbindung.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lotmittel zum Weichlöten zur
Verfügung
zu stellen, das die Nachteile bekannter Röhrenlote überwindet und zu qualitativ
hochwertigen Lötverbindungen
führt.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Lotmittel mit den Merkmalen des Anspruches
1 erfüllt.
Ein solches Lotmittel besteht aus einer massiven Form eines Weichlotmaterials,
beispielsweise ein Lotdraht, ein Lotband, eine Lotfolie, eine Lotstange,
ein Lotstäbchen,
ein Lotformteil oder eine sonstige denkbare, handhabbare Form, in die
das Weichlotmaterial gebracht werden kann. Auf der äußeren Oberfläche dieser
massiven Form wird teilflächig
oder ganzflächig
eine festhaftende und nicht klebrige Beschichtung aus einem nicht
korrosiv wirkenden Flussmittel vorgesehen.
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Als
Weichlot für
die massive Form kommen alle bekannten Weichlotlegierungen, insbesondere
alle in nationalen oder internationalen Normen genannten Mehrstofflegierungen,
in Frage, u. a. Legierungen auf der Basis von Blei und/oder Zinn,
insbesondere auch in den bekannten Ausführungen mit Legierungsbestandteilen an
einem oder mehreren der nachfolgenden Metalle Silber, Kupfer, Antimon,
Wismut. Aufgrund der seit 01.07.2006 sich in Kraft befindlichen
Gesetzgebung werden bleifreie Weichlote bevorzugt.
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Handelt
es sich bei der massiven Form des Weichlotmaterials um einen Lotdraht,
so entsteht dadurch ein Lotmittel mit einer Seele aus Weichlotmaterial
und einer äußeren Beschichtung
aus Flussmittel, d. h. eine Umkehrung der Anordnung der bekannten
flussmittelgefüllten
Röhrenlote.
Eine solche Umkehrung war bisher nicht erfolgreich, da die bekannten
Flussmittel, wie Kolophonium, für
eine dauerhafte Beschichtung zu spröde sind und von einem Lotdraht
schon bei kleinen mechanischen Belastungen, beispielsweise bei einer
geringfügigen
Biegung des Drahtes, abplatzen und damit eine erfolgreiche Handhabung
unmöglich
machen. Anders ist dies bei der Verwendung des erfindungsgemäßen nicht
korrosiv wirkenden Flussmittels gemäß Anspruch 27. Dieses Flussmittel
enthält
als Hauptkornponente ein Trägerharzsubstanz,
die aus modifiziertem Naturharz oder einen Naturharzderivat, wie
beispielsweise hydriertes Kolophonium, polymerisiertes Kolophonium
oder Kolophoniumglycerinester, besteht. Aber auch die Verwendung
synthetischer Harze mit niedrigem Molekulargewicht, wie beispielsweise
Alkydharze, Acrylharze, Polyester, Polyvinylalkohole, Polyvinylchloride,
können erfolgreich
eingesetzt werden, sowie Mischungen aus den vorgenannten Naturharzen
mit synthetischen Harzen. Wesentlich für die Verwendung ist, dass
die Fließfähigkeit
bei der Weichlöttemperatur
gegeben sein muss, damit die Lotschmelze das Flussmittel von den
zu lötenden
Metalloberflächen
verdrängen
kann.
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Für die Beschichtung
ist des Weiteren die Vermeidung der Sprödigkeit des Flussmittels wichtig.
Diese wird zusätzlich
durch den Einsatz eines Weichmachers herabgesetzt. Als Weichmacher
können
Ester organischer Säuren
eingesetzt werden. Diese Weichmacher verbleiben im Flussmittel,
d. h. in der Trägerharzsubstanz,
und sollen während
des gesamten Verbindungszeitraumes des Lotmittels nicht wesentlich
verdunsten, damit die Flussmittelbeschichtung des Lotmittels bei
einer Verformung der beschichteten Weichlotformen, wie beispielsweise
eines Lotdrahtes, nicht abplatzen, abbrechen, verspröden und
somit eine erfolgreiche Verwendung verhindern kann.
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Die
Flussmittelbeschichtung wird für
das erfindungsgemäße Lotmittel
gleichmäßig auf
der Massivform des Weichlotes vorgesehen, vorzugsweise 0,5 bis 5
Gew% an Flussmittel, bevorzugt 1 bis 3,5 Gew% Flussmittel. Die Beschichtung
aus dem Flussmittel enthält
50
bis 95 Gew% der vorgenannten Trägerharzsubstanz,
0,1
bis 15 Gew% eines Weichmachers,
0 bis 10 Gew% eines Aktivators,
0
bis 40 Gew% eines Streckmittels.
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Die
Trägerharzsubstanzen
sind bereits genannt worden. Für
die Verwendung des Lotmittels im Bereich der Elektronik und Elektrotechnik
werden vorzugsweise 80 bis 90 Gew% Trägerharzsubstanz und bis 5 Gew%
Weichmacher eingesetzt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
werden milde und/oder starke Aktivatoren, die die Beizkraft des
Flussmittels erhöhen,
der Trägerharzsubstanz
zu gemischt. Bevorzugt wird eine Mischung aus milden und starken
Aktivatoren eingesetzt. Ein milder Aktivator ist beispielsweise
Adipinsäure
oder eine andere Karbonsäure,
insbesondere auch Dikarbonsäuren.
Starke Aktivatoren sind Salze, die Halogenwasserstoffe freisetzen, wie
beispielsweise Dimethylammoniumchlorid, welches HCl freisetzt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des Flussmittels wird ein Teil der Trägerharzsubstanz durch ein Streckmittel
ersetzt. Dabei kann es sich um ein synthetisches Wachs handeln,
wie beispielsweise hydrierte Fettsäure, Fettsäureester, mikronisiertes Kohlenwasserstoffwachs.
Dazu zählen
unter anderem hydriertes Rizinusöl
oder Castorwachs.
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Ein
solches Lotmittel kann wie nachfolgend beschrieben, hergestellt
werden. Die Weichlotlegierungen werden in bekannter Weise in eine
massive Form gebracht, nämlich
zu einem Lotdraht, einem Lotband, einer Lotfolie, einer Lotstange,
einem Lotstäbchen,
einem Lotformteil geformt, wobei diese vorgenannten Formen unterschiedliche
Querschnitte aufweisen können,
beispielsweise einen runden Querschnitt für einen Lotdraht, eine Lotstange
oder ein Lotstäbchen,
ein rechteckiger Querschnitt für
ein Lotband, eine Lotfolie, eine Lotstange, ein Lotstäbchen oder
ein Lotformteil, aber auch polygonale oder andere symmetrische und
auch unsymmetrische Querschnitte sind für das erfindungsgemäße Lotmittel
einsetzbar. Die massive Form des Weichlotmaterials lässt sich
beispielsweise durch Extrusion erzeugen. Hier lassen sich auch ohne
weiteres verschiedene Querschnittsformen für Lotdrähte, Lotstangen oder Lotstäbchen bilden.
Lotbänder
oder Lotfolien werden bevorzugt durch Walzen erzeugt, aus denen
bedarfsweise entsprechende Lotformteile ausgestanzt werden können.
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Diese
massiven Formen an Weichlotmaterial werden mit dem erfindungsgemäßen Flussmittel
beschichtet. Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Flussmittels
sowohl als Beschichtung für
das erfindungsgemäße Lotmittel
als auch für
andere Applikationsformen umfasst: 50 bis 95 Gew% einer Trägerharzsubstanz,
0
bis 15 Gew% eines Weichmachers,
0 bis 10 Gew% eines Aktivators,
0
bis 50 Gew% eines Streckmittels,
0 bis 1 Gew% eines Netzmittels,
0
bis 50 Gew% eines Lösungsmittels.
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Als
Lösungsmittel
eigenen sich insbesondere organische Lösungsmittel mit hoher Verdunstungszahl, wie
beispielsweise Aceton, in denen sich die Trägerharzsubstanz und die Streckmittel
leicht sowie gut lösen. Diese
Lösungsmittel
können
während und/oder
nach der Beschichtung des Weichlotes und/oder während des Lötvorganges leicht Abdampfen.
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Vor
der Beschichtung wird eine Mischung aus den gewünschten Komponenten des Flussmittels
hergestellt und die Massivform des Weichlotmaterials mit diesem
Flussmittel beschichtet. Hierzu wird die Mischung vorzugsweise durch
Vorsehen eines Lösungsmittel
in einen flüssigen
Zustand überführt. Es
ist jedoch auch eine Pulverbeschichtung möglich.
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Der
Beschichtungsvorgang der massiven Form des Weichlots erfolgt bei
einer Ausführungsart
durch Eintauchen der Weichlotform in ein Tauchbad des flüssigen Flussmittels.
Ein Lötdraht,
eine Lötband
oder eine Lötfolie
lassen sich in einfacher Weise durch ein entsprechendes Bad ziehen.
Lotbänder,
Lotfolien lassen sich auch in vorteilhafter Weise mittels Beschichtungswalzen
beschichten. Vorzugsweise kann auf diese Weise auch eine teilflächige Beschichtung
vorgesehen werden, beispielsweise auf der Ober- und Unterseite eines Lotbandes.
Eine teilflächige
Beschichtung kann auch durch Aufspritzen erfolgen. Bei einer weiteren
Ausführungsart
wird eine teilflächige
Beschichtung dadurch erzielt, dass Bereiche der äußeren Oberfläche durch
Abdecken der massiven Form des Weichlotes unbeschichtet bleiben
oder in bestimmten Bereichen der äußeren Oberfläche das
Flussmittel wieder von der massiven Form abgestrichen wird.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante
wird eine teilflächige
Beschichtung realisiert, indem an der äußeren Oberfläche der
massiven Form entsprechende Einformungen vorgesehen werden, die bei
Beschichtungsvorgang mit dem Flussmittel ausgefüllt werden. Handelt es sich
beispielsweise um einen Lötdraht,
so kann dieser bei der Extrusion in eine Querschnittsform gebracht
werden, dass an der äußeren Oberfläche in Längsrichtung
Längsnute
oder Längskerben
eingeformt sind. Beim Beschichtungsvorgang werden diese mit Flussmittel
gefüllt.
Der äußere Mantelumfang
des Lotdrahtes bleibt unbeschichtet.
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Dies
kann insbesondere bei einem automatisierten Lötprozess von Vorteil sein,
da die Drahtzufuhreinrichtungen an grifffestem Weichlotmaterial
angreifen können,
was eine präzisere
Förderung
und weniger Abrieb zur Folge hat. In gleicher Weise können Einformungen
auch bei anderen Lotformen vorgesehen werden, wobei die Einformungen
nicht auf Längsrillen
oder Nute beschränkt
sind, sondern auch andere Ausgestaltungen aufweisen können, z.
B Näpfe.
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Bei
einem rechteckförmigen
Lotband ohne Einformungen kann eine präzisere Förderung und weniger Abrieb
in einer Lotapparatur dadurch erreicht werden, dass ausschließlich die
Ober- und/oder Unterseite beschichtet sind. Hier kann auf die urbeschichteten
Seitenflächen
zugegriffen werden, um eine ungehinderte Beförderung des Lotbandes zu erzielen.
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Abhängig von
der Form des Lotmittels wird dieses nach einem Beschichtungs- und
anschließendem Trocknungsvorgang
konfektioniert. Lotdrähte,
Lotbänder
und Lotfolien können
auf eine Rolle oder Walze aufgewickelt werden. Lotstäbchen oder
Lotformteile und andere Applikationsformen werden entsprechend konfektioniert.
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Bei
aufzuwickelnden Lotmitteln wird bei einer besonderen Ausführungsvariante
zusätzlich
auf der Flussmittelbeschichtung eine Antihaftbeschichtung vorgesehen,
die bei der Lagerung als Trennmittel dient. Dies kann beispielsweise
ein Kohlenwasserstoffwachs sein. Andererseits erleichtert diese
Antihaftbeschichtung den Transport durch eine Lötapparatur und die manuelle
Handhabung.
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Das
erfindungsgemäße Lotmittel
hat den Vorteil, dass die massive Form des Weichlotes dauerhaft
mit dem organischen Flussmittel beschichtet ist, diese Beschichtung
fest auf dem Weichlot haftet, nicht klebrig ist und dadurch gut
gelagert und in Lötapparaturen
sicher geführt
werden kann. Durch die Außenbeschichtung des
Weichlotes wird vermieden, dass das Flussmittel beim Aufschrnelzen
des Lotes in das schmelzflüssige Lot
gelangt. Flussmittelspritzer werden so vermieden und ebenso eine
weitgehende Verschmutzung der Lötumgebung,
d. h. sowohl auf der Leiterplatte als auch auf den Lötwerkzeugen.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen:
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1 ein
Lotmittel nach dem Stand der Technik;
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2 einen
Lötvorgang
nach dem Stand der Technik;
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3a, 3b, 3c erfindungsgemäße Lotmittel;
-
4 einen
Lötvorgang
mit dem erfindungsgemäßen Lotmittel.
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In
den 3a, 3b, 3c sind
erfindungsgemäße Lotmittel 10 zum
Verwenden beim Weichlöten gezeigt.
Sie umfassen eine massive Form eines Weichlotmaterials 20,
dessen äußere Oberfläche in 3a ganzflächig in
der 3b, 3c teilflächig mit einer festhaftenden
und nicht klebrigen Beschichtung aus einem für die Anwendung angepassten,
insbesondere nicht korrosiv wirkenden Flussmittel 30 versehen
ist.
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Das
Weichlot 20 ist in der 3a als
Lotdraht geformt. Ein solcher Lotdraht kann durch Extrusion und/oder
durch einen Ziehvorgang erhalten werden. Ein solcher Draht aus Weichlot 20 kann
in einem Tauchbad aus Flussmittel 30 beschichtet werden,
indem bestimmte Längen
des Drahtes in das Bad aus Flussmittel 30 eingetaucht werden.
Für längere Abmessungen
eines Drahtes an Weichlot 20 wird eine kontinuierliche
Beschichtung, wobei der Draht durch ein Bad an Flussmittel 30 gezogen
wird, bevorzugt. Eine solche Beschichtung kann sich unmittelbar
an die Herstellung des Drahtes anschließen oder der Draht wird nach
der Herstellung auf eine Rolle oder Walze aufgewickelt und vor der
Beschichtungsvorrichtung entsprechend abgewickelt. Nachfolgend an
eine Tauch- oder Durchziehbad wird bevorzugt eine Trocknungsvorrichtung
angeordnet, die den Trocknungsvorgang beschleunigt. Der trockene
Draht wird stückweise
konfektioniert oder auf eine Rolle oder Walze zur Lagerung aufgewickelt.
Vorteilhaft ist es zudem, einen solchen Draht vor dem Aufwickeln
mit einer Antihaftbeschichtung als Trennmittel zu versehen.
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In ähnlicher
Weise lassen sich Lotmittel 10 herstellen, die eine andere
Form besitzen, beispielsweise das in 3b gezeigte
Lotmittel. Hierbei handelt es sich um ein extrudiertes Weichlotmaterial 20,
das einen Lotdraht oder eine Lotstange oder ein Lotstäbchen darstellen
kann, je nach Durchmesser und Länge.
Für die Lotmittel
werden Durchmesser zwischen 0,20 bis 3,5 mm bevorzugt, besonders
bevorzugt liegt der Durchmesser zwischen 0,5 bis 1,5 mm. Bei dem
Lotmittel 10 gemäß 3b sind
auf der Mantelfläche
Längsnuten
eingeformt, die mit dem Flussmittel 30 gefüllt sind.
Teile der Mantelfläche
des Weichlotes 20 bleiben unbeschichtet. Dies kann beim
Beschichtungsvorgang dadurch erreicht werden, dass überschüssiges Flussmittel 30 abgestreift
wird, beispielsweise indem der beschichtete Lotdraht durch eine
entsprechende Lochform gezogen wird, die im Durchmesser etwa dem
Außendurchmesser
des Lotdrahtes entspricht.
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Ebenso
wie in 3b ist bei dem in 3c gezeigten
Lotmittel 10 nur eine teilflächige Beschichtung des Weichlotes 20 mit
Flussmittel 30 vorgesehen. In 3c ist
ein Lotband, eine Lotstange oder ein Lotstäbchen mit einem rechteckigen
Querschnitt dargestellt. In diesem Fall ist nur die Ober- und Unterseite
des Weichlotes 20 mit Flussmittel 30 beschichtet.
Je nach Dicke der Form des Weichlotmaterials 20 kann dies
mittels eines Walzenbeschichtungsvorganges erfolgen oder aber durch
Aufsprühen
des Flussmittels 30 auf die Ober- und/oder Unterseite des
Weichlotes 20.
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Die
in 3b und 3c gezeigten
Lotmittel 10 weisen eine teilflächige Beschichtung des Weichlotes 20 mit
Flussmittel 30 auf. Dies hat den Vorteil, dass solche Lotmittel 10 präziser in
Durchzugsvorrichtungen von Lötapparaten
geführt
werden können,
wobei die Transportvorrichtungen am Weichlot 20 angreifen
und nicht an der beschichteten Oberfläche, d. h. nicht am weichen
Flussmittel 30. Dadurch wird weniger Abrieb in der Durchzugsvorrichtung
erzeugt. Das Lotmittel 10 gelangt unbeschädigt an
die Lötstelle
und kann dort, wie beispielsweise in 4 gezeigt,
mittels eines Lötkolbens 40 aufgeschmolzen
werden. Durch die Außenbeschichtung
des Weichlotes 20 mit Flussmittel 30 wird vermieden,
dass das Flussmittel 30 beim Aufschmelzen des Weichlotes 20 in
das flüssige
Lot gelangt. Das Flussmittel 30 läuft beim Aufschmelzen über die
Oberfläche des
schmelzflüssigen
Lottropfens ab, Spritzer an Flussmittel 30 werden so vermieden
und damit eine weitgehende Verschmutzung der Umgebung der Lötstelle
auf der Leiterplatte 50 sowie bei Verwendung einer Lötapparatur
der entsprechenden Bereiche der Lötapparatur.
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Vergleicht
man den Lötvorgang
mit dem erfindungsgemäßen Lotmittel 10 gemäß 4 mit
einem Lötvorgang
mit einem bekannten Lotmittel 10', dargestellt in 2,
so wird dieser vorgenannte Unterschied im Lötvorgang ersichtlich. In 2 wird
das in 1 dargestellte bekannte Lotmittel 10' verwendet,
ein mit Flussmittel 30' gefülltes Röhrenlot
aus Weichlot 20'.
Wird ein solche Lotmittel 10' an
der Lötstelle
mittels eines Lötkolbens 40 aufgeschmolzen,
so gelangt das Flussmittel 30' in das schmelzflüssige Weichlot 20', da das Flussmittel 30' nur über das
vordere Ende des Röhrenlots
austreten kann. Die im geschmolzenen Weichlot 20' gebildeten
Tropfen an Flussmittel 30' werden
an die Oberfläche
des schmelzflüssigen
Weichlotes 20' getrieben, wo
sie austreten können
und durch die hohe Oberflächenspannung
des Weichlotes 20' mit
relativ hoher Energie herausgeschleudert werden. In 2 sind
derartige Flussmittelspritzer dargestellt, die in nachteiliger Weise
die Umgebung der Lötstelle
auf der Leiterplatte 50 und eine eventuelle Lötapparatur
verschmutzen.
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Darüber hinaus
stellen sie bei einem manuellen Lötvorgang ein erhebliches Verletzungsrisiko
dar.
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Einen
zusätzlichen
Vorteil stellt die Verwendung des erfindungsgemäßen Flussmittels 30 für die Beschichtung
des Weichlotes 20 dar. Bei bekannten Lotmitteln 10' wird als Hauptkomponente
für das
Flussmittel 30' Kolophonium
verwendet. Ein solches Flussmittel 30' eignet sich nicht zur Beschichtung
von Weichlot 20, da es in trockener Form zu spröde ist und
daher bei geringfügiger
mechanische Belastung leicht abplatzt. Wird das Kolophonium dagegen
in einer Mischung mit Lösungsmittel
gebraucht, wird das Abplatzen verhindert. Die Beschichtung ist jedoch
zu klebrig, um ein solches Lotmittel gut handhaben zu können, insbesondere
ist die Verwendung in einer Lötapparatur
ausgeschlossen. Anders ist dies bei dem erfindungsgemäßen Lotmittel 10, gezeigt
in den 3a bis 3c. Hier
wird ein Flussmittel 30 verwendet, dessen Hauptkomponente
eine Trägerharzsubstanz
ist, die aus modifiziertem Naturharz oder einem Naturharzderivat
besteht, beispielsweise ein hydriertes Kolophonium, ein polymerisiertes
Kolophonium und/oder ein Kolophoniumglycerinester. Darüber hinaus
werden auch zusammen mit den vorgenannten Substanzen synthetische
Harze eingesetzt, vorzugsweise mit niedrigem Molekulargewicht.
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Die
zum Weichlöten
verwendeten Weichlote 20 sind bekannte Legierungen auf
der Basis von Blei und/oder Zinn mit Hauptlegierungsbestandteilen
an Silber und/oder Kupfer und/oder Antimon und/oder Wismut. Bleihaltige
Legierungen haben einen Schmelzpunkt von 180°C, bleifreie Legierungen in
der Regel einen etwas höheren
Schmelzpunkt von 220°C.
Der Schmelzpunkt des erfindungsgemäßen Flussmittels 30 liegt
zwischen 70° und
140°C. Den
hohen Wert von 140°C
erreicht man, wenn die Trägerharzsubstanz
einen sehr hohen Anteil an polymeren Kolophonium enthält.
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Nachfolgend
sind die in den drei Ausführungsbeispielen
verwendeten Beschichtungen an erfindungsgemäßen Flussmittel in ihrer Zusammensetzung
in Gewichtsprozent aufgeführt,
die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Zusammensetzungen beschränkt. Diese
erfindungsgemäßen Beschichtungen
betreffen die Flussmittel Nr.1 bis Nr.3, wobei bei Nr.3 die Zusammensetzung
vor dem Abdampfen des Lösungsmittels
angegeben ist. Mit Nr.4 wird eine Zusammensetzung nach dem Stand
der Technik als Vergleich aufgeführt.
Diese Flussmittelzusammensetzung ist jedoch für die Beschichtung eines Weichlotes
unbrauchbar. Sie wird in Form eines flussmittelgefüllten Röhrenlotes,
siehe
1, eingesetzt.
| Flussmittel | Nr.1 | Nr.2 | Nr.3 | Nr.4 |
| – Trägerharzsubstanz | | | | |
| – Kolophonium* | | | | 90 |
| – hydriertes
Kolophonium | 60 | | | |
| – polymerisiertes
Kolophonium | 30 | 50 | | |
| – Kolophoniumglycerinester | | 30 | 20 | |
| – Polyesterharz | | | 30 | |
| – Streckmittel | | | | |
| – Castorwachs | | 7.5 | | 9 |
| – Kohlenwasserstoffwachs | | | | |
| – Weichmacher | | | | |
| Phthalsäurediethylhexylester | 5 | 4 | 1 | |
| – Aktivator | | | | |
| – Adipinsäure | 5 | 8 | 3 | |
| – Dimethylammoniumchlorid | | 0.5 | | 1 |
| Lösungsmittel | | | | |
| – Aceton | | | 46 | |
- *) Wird nur bei Flussmitteln gemäß Stand
der Technik eingesetzt.
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Das
erfindungsgemäße Flussmittel 30 kann
in gleicher Weise wie das bekannte Kolophonium Metalloxide auflösen. Es
ist schwach sauer und wasserunlöslich,
was für
die Elektronikanwendung wichtig ist, so dass eventuell verbleibende
Reste an Flussmittel 30 auf der Leiterplatte zu keinen
Störungen
bei der Verwendung der Leiterplatte führen. Das erfindungsgemäße Flussmittel 30 ermöglicht eine
gleichmäßige Beschichtung
des Weichlotes 20. Es ist nach der Beschichtung und Trocknung
gut haftend, nicht klebrig und eignet sich daher für Lotmittel 10,
die in Form von Drähten,
Bändern
oder Folien aufgerollt werden sollen. Darüber hinaus verkleben diese
nicht untereinander oder Bereiche des Lötautomaten. Des Weiteren kann
eine zusätzliche
Antihaftbeschichtung vorgesehen werden, indem ein Trennmittel, wie
beispielsweise ein natürliches
oder synthetische Wachs, auf die Beschichtung aufgetragen wird.
Dadurch lassen sich beschichtete Drähte, ohne aneinander zu haften,
aufwickeln.
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Bei
Flussmittelbeschichtungen auf dem metallischen Weichlot kann es
des Weiteren von. Vorteil sein ein Netzmittel, z. B. ein nichtionisches
Tensid, vorzusehen, welches die Oberflächenspannung herabsetzt, wodurch
das Flussmittel besser auf dem Weichlot haftet.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr
sind noch andere Formen des Lotmittels 10 oder andere als
die im Beispiel aufgeführten
Flussmittelzusammensetzungen denkbar.
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- 10,
10'
- Lotmittel
- 20,
20'
- Weichlot
(Metall)
- 30,
30'
- Flussmittel
(Harz)
- 40
- Lötkolben
- 50
- Leiterplatte