Dr. Klaus Bartl, Cookson Electronics

Der Lötmittelhersteller Cookson hat an einem Testboard Untersuchungen im Welllötprozess durchgeführt. Gelötet wurde die Testbaugruppe mit zwei verschiedenen Oberflächen unter Einsatz von drei verschiedenen Flussmitteln und den Lotlegierungen Sn96,5Ag3Cu0,5; Sn99Ag0,3Cu0,7 und Sn99CuNi.

Die Ergebnisse: Versuche mit der Benetzungswaage bei verschiedenen Flussmitteln zeigten regelmäßige Ergebnisse bei den SnAgCu-Legierungen; bei SnCuNi wurde eine etwas größere Abhängigkeit beobachtet. Festgestellt wurden kürzere Benetzungszeiten in der Reihenfolge: Sn96,5Ag3Cu0,5 < Sn99Ag0,3Cu0,7 < Sn99CuNi und größere Benetzungskräfte in dieser Reihenfolge: Sn96,5Ag3Cu0,5 > Sn99Ag0,3Cu0,7 > Sn99CuNi. Die größere Spreizung der Benetzungskurve für die SnCuNi-Legierung zeigt, dass Lot und Flussmittel unbedingt aufeinander abgestimmt werden müssen.

Zur Fehlerauswertung wurde überwiegend die Brückenbildung herangezogen. Die SnCu-Legierung zeigt dabei die meisten Fehler. Das Ergebnis der Häufigkeit von Lötbrücken zeigte diese Reihenfolge Sn96,5Ag3Cu0,5 – Sn99Ag0,3Cu0,7 – Sn99CuNi – SnCu (höchste Fehlerrate).
Die Kupferlöslichkeit in den Lotlegierungen kann die Liquidus-Temperatur erhöhen und damit den gesamten Prozess stören. Aus diesem Grund muss das Lotbad überwacht werden.

Die Krätzebildung wurde für zwei Lote untersucht. Ausschlaggebend für die Krätzebildung sind diese drei Faktoren:

• Vorbehandlung des Lotes.
• Reinheit der Lotlegierung. Jede Art von Verunreinigung erhöht die Krätzebildung.
• Mit Additiven lässt sich die Krätzebildung steuern.

Die Festigkeit der Lötstellen – Untersuchung der Abscherkräfte – ist für alle Lote ähnlich.
Über alle Kriterien erzielten die silberhaltigen Lote die besten Ergebnisse. Diese Lote sind allerdings auch die teuersten.

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