Dr. Hans Bell, rehm-Anlagenbau

Für den bleifreien Reflow-Lötprozess lässt sich kein eindeutiges Lötprofil festlegen. Vielmehr bestimmt der Aufbau der Baugruppe das hierfür erforderliche Lötprofil. So kann in der Peak-Phase die Temperatur für eine SnAgCu-Legierung zwischen 217 und 245°C schwanken. Die verwendete Lotlegierung bestimmt das Prozessfenster. Zum Erstellen des Lötprofils ist eine einwandfreie Messung im Reflow-Ofen an vielen Messpunkten notwendig.

Beim Dampfphasen-Löten wird im Vergleich zum Konvektions-Reflow-Lötprozess für einen guten Prozess etwa 10 mal mehr Energie pro Zeiteinheit zur Verfügung gestellt. Aufgrund der verhältnismäßig langen Lötzeit in der Peak-Phase kann das schnelle Abkühlen der Baugruppe die Qualität der Lötstelle verringern. Ist die Lötzeit in der Peak-Phase zu kurz, wird die Lotpaste nicht voll aufgeschmolzen. Ist dagegen die Phase zu lang, wird die Intermetallische Phase zu dick.

Beim Aufschmelzen verschiedener Lotlegierungen muss das Toleranzfeld beachtet werden. Hohe Temperaturen in einem langen Zeitraum stressen die Bauteile und können zum Popcorn-Effekt oder z.B. zur Delamination der Leiterplatte führen. Ersteres trifft besonders bei feuchteempfindlichen Bauelementen zu. Feuchtempfindliche Lotpasten verursachen Lotperlen. Diese Fehler lassen sich mit der Auswahl eines angepassten Flussmittels vermeiden.

Mit dem Verkleinern des Restsauerstoffgehaltes durch den Einsatz von Prozessgasen lässt sich die Schmelztemperatur erheblich senken und das Benetzungsverhalten wesentlich verbessern, da eine Oxydation der Oberfläche vermieden wird. Im Benetzungsverhalten zeigt Zinn-Blei-Lot die besten Ergebnisse im Vergleich zu bleifreien Lotlegierungen.
Die Selbstjustierung von Bauteilen im Lötprozess ist mit bleifreien Loten schlechter. Aus diesem Grund müssen die Toleranzgrenzen bei der Bestückung klein gehalten werden.

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