Diese Metalllegierungen, auch als Lot bezeichnet, werden in Form von Draht oder Paste zum Erzeugen der Lötverbindung verwendet. Die enthalten in der Regel ein Flussmittel, das die Oberfläche der Werkstücke einerseits entoxidiert, andererseits eine Oxidbildung vor und während des Lötvorgangs verhindert.
Weichlöten: Das Verfahren in der kompakten Übersicht
Beim Weichlöten werden zwei oder mehr Werkstücke oder Komponenten durch das Aufschmelzen und Fließen eines Füllmaterials – dem Lot – miteinander verbunden. Das Lot, auch als Lötzinn bezeichnet, ist eine Legierung, die üblicherweise aus Zinn und Blei besteht. Heute werden jedoch bleifreie Alternativen, zum Beispiel auf Basis von Zinn-Kupfer oder Zinn-Silber, aufgrund von Gesundheits- und Umweltbedenken bevorzugt verwendet. Die Zusammensetzung des Lötzinns beeinflusst dessen Schmelzpunkt und Fließeigenschaften.
Die Temperatur beim Weichlöten liegt unter dem Schmelzpunkt der zu verbindenden Werkstücke, erzielt aber das Schmelzen des verwendeten Lots. Kennzeichnend für das Weichlöten ist die Temperatur. Weichlöten erfolgt typischerweise bei Temperaturen unter 450 °C, was deutlich unter den Schmelzpunkten der zu verbindenden Werkstücke liegt. Dies unterscheidet es vom Hartlöten und Schweißen, die bei höheren Temperaturen durchgeführt werden.
Beim Weichlöten werden die zu verbindenden Teile zusammengebracht und das Lötzinn wird auf die Verbindungsstelle aufgebracht. Durch Erhitzen über seinen Schmelzpunkt hinaus fließt das Lötzinn in den Spalt zwischen den Teilen, oft unterstützt durch Kapillarwirkung. Nach dem Abkühlen bildet das Lötzinn eine feste Verbindung. So wird eine Oberflächenlegierung erzeugt, die die Verbindung zwischen den Werkstücken herstellt und gleichzeitig das Aufschmelzen der Werkstücke in der Tiefe verhindert. Nach dem Erstarren des Lots ist die gewünschte stoffschlüssige Verbindung hergestellt.
Weichlöten unter Schutzgas: Unverzichtbar in spezialisierten Anwendungsbereichen
In der Herstellung von hochpräzisen elektronischen Bauteilen, beispielsweise in der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrtindustrie oder bei der Fertigung von Leiterplatten mit automatisierten Lötprozessen, findet Weichlöten unter einer Schutzgas-Atmosphäre statt. Das Schutzgas unterbindet die Bildung von Oxidationsflecken und anderen Unregelmäßigkeiten, bewahrt die Integrität der zu verbindenden Komponenten und verbessert die Konsistenz und Qualität der Lötverbindungen bei hohen Stückzahlen. Als Schutzgas wird häufig hochreiner Stickstoff verwendet. Dieses Gas verhindert die Reaktion des geschmolzenen Lötzinns und der zu verbindenden Teile mit dem Sauerstoff aus der Luft. Das Ergebnis ist eine saubere, starke und zuverlässige Lötverbindung.
Hochreiner Stickstoff von Air Liquide wird unter anderem für folgende spezialisierte Weichlöt-Verfahren eingesetzt:
Reflowlöten
Reflowlöten ist ein Verfahren, das hauptsächlich in der Elektronikfertigung verwendet wird, um elektronische Komponenten auf Leiterplatten zu befestigen. Dabei wird eine Paste, die sowohl Flussmittel als auch Lötzinn enthält, auf die Leiterplatte aufgetragen und die elektronischen Bauteile werden darauf platziert. Anschließend wird die gesamte Baugruppe durch einen Ofen geführt, in dem die Paste durch kontrollierte Erhitzung schmilzt und beim Abkühlen eine feste Verbindung zwischen den Komponenten und der Leiterplatte bildet. In den letzten Jahren wird vor allem bleifreier Lötzinn eingesetzt. Bleifreies Reflowlöten lässt sich durch den Einsatz von Stickstoff erheblich erleichtern: Fließ- und Benetzungsverhalten des Lots in der Peakzone werden verbessert, weniger aktivierte Lotpasten verursachen geringere Verunreinigungen und der störende Einfluss des Luftsauerstoffs wird kompensiert. Das Ergebnis: Der Lötprozess ist stabiler und die Gesamtprozesskosten sinken.
Wir empfehlen hochreinen Stickstoff 5.0 (99,999 %) für den Reflowprozess. Eine geringere Reinheit oder eine drastische Reduzierung des Stickstoffstroms führen zu einer schlechteren Atmosphäre an der Lötstelle. Gerne unterstützen wir Sie bei der Qualifizierung der Atmosphäre und installieren eine zuverlässige Versorgung mit hochreinem Stickstoff für den Reflowprozess.
Selektivlöten
Selektivlöten ist ein automatisierter Lötprozess, der speziell für das Anbringen von elektronischen Bauteilen auf Leiterplatten in Bereichen verwendet wird, wo das Reflowlöten nicht praktikabel ist. Bei diesem Verfahren wird das Lötzinn gezielt nur auf bestimmte Bereiche der Leiterplatte aufgetragen, wodurch eine präzise Kontrolle über die Lötstellen ermöglicht wird, was besonders bei komplexen oder dicht bestückten Platinen von Vorteil ist. Das Selektivlöten kombiniert die Effizienz des automatisierten Lötens mit der Präzision des manuellen Lötens und wird oft für Bauteile eingesetzt, die zu groß oder hitzeempfindlich für das Reflowlöten sind.
Durch Selektivlöten unter Schutzgas werden Verunreinigungen vermieden und gleichzeitig das Fließverhalten optimiert. Der schnelle Lotfluss an der Punkt- oder Miniwelle kann ohne Begasung zu einer Anlagerung von Oxiden im Überlauf führen. Das hat negative Auswirkungen auf das Fließverhalten des Lots – und damit auch auf das Lötergebnis. Diese Oxidbildung lässt sich durch das Erzeugen einer Schutzgas-Atmosphäre rund um den Lötbereich mit hochreinem Stickstoff (5.0 = 99,999 %) zuverlässig unterbinden. Durch das so verbesserte Fließverhalten wird eine optimale Lötstellen-Qualität erzielt.
Wellenlöten
Wellenlöten ist ein Verfahren, das hauptsächlich in der Massenproduktion von Leiterplatten zur Befestigung von Durchsteckkomponenten verwendet wird. Bei diesem Prozess wird die Leiterplatte über eine Welle aus geschmolzenem Lötzinn geführt, wobei die Lötzinnwelle die Lötstellen an den Durchsteckkomponenten benetzt und so eine mechanische und elektrische Verbindung herstellt. Dieses Verfahren ist für das Löten einer großen Anzahl von Verbindungen in einem Durchgang geeignet und wird oft in Kombination mit anderen Löttechniken in der Elektronikfertigung eingesetzt.
Eine Stickstoff-Schutzgasatmosphäre bringt erhebliche Vorteile beim bleifreien Wellenlöten: Die Krätzebildung wird weitestgehend unterdrückt – was den Lotverbrauch senkt. Zudem sinkt der Flussmitteleinsatz signifikant. Das verbessert die Lötqualität und verringert Lötfehler sowie damit verbundene Nacharbeiten. Das Ergebnis: eine deutliche Kostensenkung bei verbesserter Lötqualität.
Offene Wellenlötanlagen rüsten wir gerne mit einer exakt angepassten Schutzgashaube (Inerting Hood) aus und projektieren gemeinsam mit Ihnen die zuverlässige Versorgung mit hochreinem Stickstoff 5.0 (99,999 %).
Nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf!
Ob Weichlöten von Aluminium, Weichlöten von Edelstahl oder auch beim Kupferrohr-Weichlöten: Das Verfahren zeichnet sich durch eine einfache Anwendung und geringe Temperaturen aus. In spezialisierten Anwendungsbereichen wird Weichlöten bevorzugt unter Schutzgas durchgeführt, um Oxidationen und teure Nacharbeiten zu vermeiden. Möchten Sie mehr zu den hochreinen Schutzgasen zum Weichlöten von Air Liquide erfahren? Dann nutzen Sie gleich unser nebenstehendes Kontaktformular – wir freuen uns bereits darauf, Ihr nächstes Lötprojekt gemeinsam mit Ihnen realisieren zu dürfen!