DD213868A1 - Zusatz fuer weichloetflussmittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zusatz fuer ein Weichloetflussmittel auf der Basis von Kolophonium oder eines aehnlichen Harzes, evtl. in Verbindung mit einem oder mehreren Aktivatoren in geloester oder fester Form, wie es fuer das Loeten von bestueckten Leiterplatten verwendet wird. Durch das erfindungsgemaess veraenderte Flussmittel werden folgende Vorteile erreicht: _ ausreichende Wirksamkeit, auch bei laengerer Temperaturbeanspruchung, _ hohe Korrosionsbestaendigkeit vor und nach dem Loeten, _ hohe Reduktionswirkung waehrend des Loetens, _ geringe Klebrigkeit, _ geringe Durchlaessigkeit von Feuchte und Luft, _ Vermeidung der Sproedigkeit des Flussmittels, _ stumpfes mattes Aussehen, _ dauerhafte mech. Bestaendigkeit und dekoratives Aussehen. Das wird erreicht, indem der Zusatz zum Weichloettfluss aufder Basis mineralischer oder synthetischer Oele oder Fette, vorzugsweise Sillikonprodukten, hergestellt wird.

Description

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Zusatz für Weichlötfiußmittel

B 23 K 35/36

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann überall dort zur Anwendung kommen, wo Weichlötflußmittel auf der Basis von Kolophonium oder eines ähnlichen Harzes, evtl. in Verbindung mit einem oder mehreren Aktivatoren in gelöster oder fester Form eingesetzt werden.

Als vorzugsweises Anwendungsgebiet ist das Löten ,von bestückten Leiterplatten zu nennen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den Flußmitteln auf der Basis Kolophonium in Verbindung mit einem Aktivator (z. B. Adipinsäure, Salicylsäure, Bernsteinsäure), gegebenenfalls in gelöster Form, ist derzeitig ein Stand erreicht worden, der insbesondere für die Bedingungen der Blektronikfertigung in absehbarer Zeit keine wesentlichen Änderungen erkennen läßt. Diese Tatsache steht jedoch im Widerspruch zu folgenden wesentlichen Bachteilen:

a) hoher Aufwand für die Gewährleistung der erforderlichen Lötbarkeit (Oberflächenbehandlung, Lötbarkeitsprüfung) der zu lötenden Teile

b) hoher Aufwand für die nachträgliche Eonservierung bei hohen elektrisch-klimatischen Anforderungen

c) erhöhter Lötfehleranteil (erhöhte Brücken- und Zapfenbildung) beim maschinellen Löten von wärmeintensiven Baugruppen (z. B. Bückverdrahtungsleiterplatten, Mehrlagenleiterplatten) infolge der für diese Bedingungen unzureichenden thermischen Beständigkeit des Flußmittels,

Zur Lösung insbesondere des Problems a) werden in zunehmendem Maße aggressive wasserlösliche Flußmittel eingesetzt, die nach dem Löten in automatischen Anlagen restlos abgewaschen werden. Dieser Lösungsweg bedingt «jedoch einen hohen maschinellen Aufwand und setzt den Einsatz voll waschbarer Lötteile voraus. Andere Wege zur Lösung der Probleme a) - c) werden 'durch Einsatz entsprechender synthetischer Wachse beschritten, deren Herstellung jedoch das Yorhandensein entsprechender Technologien voraussetzt. Weiterhin ist es bekannt, als Zusatz für die Flußmittelfüllung in Bohrenlötdraht die Verwendung von speziellen Weichmachern vorzusehen (DE 12 18 257)· Damit werden zwar die Anforderungen an die Lötbarkeit verringert, aber zu den aufgezeigten Problemen der Leiterplattenfertigung, wie z, B. der Brücken- und-Zapfenbildung wird keine Lösung aufgezeigt.

Ziel der Erfindung

Mit der .erfindungsgemäßen Lösung werden hinsichtlich der wachsenden Anforderungen an die Slektronikfertigung, insbesondere bei der Fertigung von bestückten Leiterplatten, folgende Probleme gelöst:

Z a) ausreichende Wirksamkeit auch bei längerer Temperaturbeanspruchung und damit insbesondere Senkung des Nachlötaufwandes an bestückten Leiterplatten beim maschinellen Löten durch Gewährleistung einer geringen Oberflächen-

Spannung des Lotes beim Aasfahren der Leiterplatte aas dem Lotschwall;

Z b) hohe Korrosionsbeständigkeit and hohes elektrisches Isoliervermögen nach dem Löten and damit Heduzierung des Aufwandes für Konservierungsarbeiten;

Zc) hohe Beduktionswirkung des. Flußmittels während des Lötens und damit Senkung des Aufwandes für die Gewährleistung der erforderlichen Lösbarkeit der Lötteile;

Z d) hohe Korrosionsbeständigkeit vor dem Löten und damit Möglichkeit des Auftrages auf der unbestückten Leiterplatte, d. h. Einsparung von Anlagentechnik an der Schwallötmaschine zum Flußmittelauftrag, Einsparung von Flußmittel durch definierten Auftrag auf der unbestückten Platte (z.B, durch Sprühen), Einsparung von Waschaufwand für Lötrahmen sowie Ausschließung von Kriecherscheinungen des normalerweise flüssig aufgetragenen Flußmittels über Kapillaren. an Kontaktelemente;

Ze) geringe Klebrigkeit und damit günstige Anwendungseigenschaften;

Z f) geringe Durchlässigkeit gegen Feuchte und Luft und damit Erhöhung der Lötbarkeitsdauer von entsprechend beschichteten Leiterplatten;

Z g) Vermeidung der Sprödigkeit und Härte des Flußmitteis nach dem Löten und damit gute Adaptierungsmöglichkeit bei der elektrischen Prüfung;

Z h) Gewährleistung der üblichen Yerarbeitungskennwerte, so daß die üblichen 7erfahren. zur Flußmitteiaufbringung, wie z« B. Schwallen, Schäumen, Sprühen, angewandt werden' kön-

Z i) stumpfes, mattes Aussehen und damit Verringerung der Blendwirkung an gelöteten Leiterplatten;

Z 3) Erzeugung eines wachsartigen Produktes, das "bei der Bestückung von Leiterplatten eine Selbsthaftung der Bauelemente ermöglicht;

Z k) ausreichend hohe Temperaturbeständigkeit auch nach dem Abwaschen von den Lötteilen und damit Schutz des Lotbades vor Krätzebildung;

Z 1) dauerhafte mech· Beständigkeit und damit bei Auftrag auf der unbestückten Leiterplatte Möglichkeit des Wegfalls von Abdeckmasken (z, B. Riston-Folie) zum mech, Schutz;

Z ra) dekoratives Aussehen durch Ausschließung dunkler !Rückstände .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den bekannten Flußmitteln auf Kolophoniumbasis mit einem oder mehreren Aktivatoren, gegebenenfalls in gelöster Form, einen Zusatz zu finden, der das Flußmittel so verändert, daß die vorgenannten Probleme gelöst werden. Die Lösung stellt sich folgendermaßen dar:

Dem bekannten Flußmittel wird ein Stoff zugegeben, der dessen Temperaturbeständigkeit erhöht. Verbessert dieser Stoff gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit und elektrischen Isolationseigenschaften, so ist es ohne weiteres möglich, durch Erhöhung der Aktivatorbestandteile die Eeduktionswirkung ohne Nachteile zu erhöhen.. Bei Einhaltung bestimmter Yolumenverhältnisse lassen sich dann auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreichen sowie die weiteren Zielstellungen erfüllen.

Erfindungsgemäß wurden als geeigneter Zusatz hochtemperaturbeständige Öle und Fette auf mineralischer oder synthetischer Basis, vorzugsweise Silikonöle, gefunden,

Gegenüber den genannten Y/eichmachern lassen sich mit; Einsatz dieser Stoffe, vorzugsweise Siliconöle, folgende Vorteile erzielen:

- ideales Isolationsverhalten

- hlhere Dauertemperaturbeständigkeit ~ wasserabweisende Eigenschaften

- sehr gute Oxidationsbeständigkeit

- absolute gesundheitliche Unbedenklichkeit

- Geruchlosigkeit

1. Ausführungsbeispiel

Ansatz:

20 % Kolophonium 10 % Methylphenyl-Silikonöl (alkohollöslich)

10 h bei 250⁰O erhitzt 2 % Bernsteinsäure 68 % Isopropanol

Mit der erhaltenen Lösung wurden kupferkaschierte Leiterplatten nach dein Dekapieren beschichtet. Die Platten wurden nach ca. 6 Monaten bestückt und ohne zusätzliche Aufbringung Ton Flußmittel schwallgelötet.

Die Leiterplatten zeigten ausgezeichnetes Lötverhalten, ohne daß korrosive Erscheinungen erkennbar waren.

Die übliche Klebrigkeit des Flußmitteis an Leiterplatten und Lötvorrichtungen trat nicht auf, Ebenfalls.blieb das starke Tollaufen von Steckkontakten mit Flußmittel aus.

Sin Überfahren des Lotschwalls bis zu 10 mal war ohne weitere Zugabe von Flußmittel möglich.

2. Ausführungsbeispiel

Ansatz:

20 % Kolophonium

10 % Methylphenyl-Silikonöl (alkohollöslich) 10 h bei 250 ⁰O erhitzt

2 % Bernsteinsäure 68 % Isopropanol

Der Auftrag erfolgte durch Schäumen,

Durch den Silikonölzusatz wurden a,a· folgende Effekte erreicht:

- Erhöhung des Maximums des Schaumkammes um 50 %, ohne Auftreten von Instabilitäten

- Erhöhung des Maximums der zulässigen Transportgeschwindigkeit um 100 %, ohne daß Benetzungsschwierigkeiten auftraten.

Claims (3)

1. Erf indungsanspr rich

   1. Zusatz für Weichlötflußmittel aof der Basis voq Kolophonium oder eines ähnlichen Harzes, evtl. in Verbindung mit einem oder mehreren Aktivatoren in gelöster oder ungelöster Form, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatz auf der Basis von mineralischen oder synthetischen ölen oder Fetten hoher {Temperaturbeständigkeit, vorzugsweise Silikonölprodukten, hergestellt wird,
2. 2. Zusatz nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatz aus Siiikonöl besteht.
3. 3. Zusatz nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Siiikonöl ein alkohollösliches Öl (z.B. Methylphenylsilikonöl) verwendet wird»