Eltville, le 04.08.2015
Le brasage constitue l'une des étapes les plus importantes du processus de la technologie d'interconnexion actuelle. Les métaux d'apport sont des alliages métalliques dont le point de fusion est inférieur à celui des métaux de base présents dans les surfaces de contact du circuit imprimé et du composant. Après la fusion de la brasure, celle-ci forme un contact avec ces métaux de base. Pour cela, un apport de chaleur est nécessaire. La soudure doit être amenée à fondre et les métaux de base doivent absorber suffisamment de chaleur pour assurer l'écoulement de la soudure.
Les métaux de base et la soudure sont oxydés à leur surface par l'oxygène de l'air et l'influence de l'environnement. Ces oxydes perturbent le comportement de fusion et la structure de la couche d'assemblage. Pour éviter cela, il faut utiliser des flux. Les flux sont des substances ou des mélanges capables de réduire les oxydes en métaux et d'empêcher la réoxydation. Les surfaces du métal de base et de la soudure deviennent métalliques nues. Cet état peut être maintenu grâce aux flux dans le processus de brasage. La fusion et l'écoulement de la brasure sont nettement améliorés et les zones de jonction peuvent bien se former.
Avec l'évolution de l'électronique, les flux ont dû être adaptés en permanence. Au début, les circuits imprimés avaient une structure très simple et les distances entre les pistes étaient parfois très grandes. La soudure standard utilisée était la soudure eutectique à l'étain et au plomb. Les flux avaient une teneur élevée en matières solides afin de sécuriser le processus de soudage. L'application se faisait souvent au moyen d'un fluxeur de mousse. Il n'était pas essentiel d'éviter les résidus de flux.
Avec l'utilisation croissante de composants électroniques dans de nombreux domaines de l'industrie, les circuits imprimés sont devenus plus fins et le fluxage par pulvérisation s'est établi dans la technique des installations. La réduction de l'espacement des pistes conductrices a mis l'accent sur la question des résidus de flux et de leur comportement sur le module fini, car ceux-ci pouvaient entraîner la corrosion, l'oxydation et la destruction des joints de soudure. Le risque de courts-circuits dus à des résidus de flux a énormément augmenté en raison de la densité des composants sur les circuits imprimés. Les futurs flux devaient néanmoins permettre une soudure sûre avec une teneur en matières solides plus faible.
Eine Zäsur in der Elektronikfertigung ergab sich durch das Verwendungsverbot von Blei und anderen gefährliche Stoffen im Zuge der am 01.06.2006 in Kraft tretenden RoHS-Verordnung. Alternative bleifreie Lote schmolzen etwa bei 30-45°C höheren Temperaturen als bleihaltige Lote. Ihr chemisch-physikalisches Verhalten war schwieriger, da diese Lote sehr empfindlich auf das Absenken der Temperatur reagierten. Diese Temperaturabsenkungen konnten teilweise durch die Leiterplatte selber verursacht werden. Damit musste der Lötprozess angepasst werden. Die Lotwellentemperatur wurde um 10-20 °C erhöht und die Vorheizung musste mehr Wärme in die Leiterplatte einbringen, um ein Stocken des Lotflusses zu verhindern. Die Flussmittel mussten diesen Prozessveränderungen entsprechen. Dies bedeutete, dass sie thermisch stabiler werden mussten und auch bei höheren Temperaturen noch aktiv die Oxide lösen und Reoxidation verhindern sollten.
Parallèlement au passage aux alliages sans plomb, les résidus de flux restant sur le circuit imprimé ont fait l'objet d'une évaluation de plus en plus critique. Il en a résulté des exigences détaillées pour les flux. Les résidus de flux ne devaient présenter qu'un faible potentiel de corrosion et une résistance de surface élevée. Les formulations sans halogénures, désignées L0 selon la norme DIN EN 61 191-1-1, offraient les meilleures conditions pour cela.
Schon in der Vorlaufphase zur Bleifrei-Umstellung wurde bei Emil Otto eine neue Flussmittelserie auf Basis synthetischer Harze und einer Zusammenstellung von Aktivatoren entwickelt, die die im bleifreien Prozess geforderten Eigenschaften besaßen. Die GSP-Reihe mit den Produkten „GSP-2533/RX“ und „GSP-2533/RX/OVAP“ wurde auch in der Arbeitsgruppe BFE (bleifreies Löten) für zahlreiche Untersuchungen genutzt und für gut befunden. Diese Produkte fanden schnell den Weg in die Industrie und sind noch heute dort vertreten. Im Zuge der Weiterentwicklung und Verbesserung des Langzeitverhaltens wurde dann ebenfalls auf Basis synthetischen Harzes die Produktgruppe „S-250“ mit den Flussmitteln „S-250/FRO“ zum Sprühfluxen und „S-250/FR“ zum Schaumfluxen entwickelt. Es zeichnet sich durch sehr gute Löteigenschaften und hohe Sauberkeit (Rückstandverhalten) aus und hat sich industriell bestens bewährt. Beide Serien sind halogenfrei und als L0 zu klassifizieren.
Avec l'augmentation des assemblages mixtes, des densités élevées et des composants de plus en plus petits, les performances des processus au niveau du métal d'apport, de la technologie des installations et des flux ont continué à progresser. Ainsi, on constate actuellement une utilisation croissante des procédés de brasage sélectif. Dans ce cas, la charge thermique n'apparaît plus que dans les sections du circuit imprimé qui doivent être soudées. Le mouillage par le flux est limité dans l'espace et l'apport de brasure est contrôlé de manière très précise. Ce processus nécessite également des flux spéciaux afin d'exploiter au mieux les propriétés de fluage et de lutter contre la corrosion éventuelle du circuit imprimé. Avec les flux de brasage sélectif « RS-4004 », « SD-35 » , « HR/D-110 », des produits spécialement conçus pour le processus de brasage sélectif sont disponibles selon les critères mentionnés ci-dessus.
La prise de conscience croissante de l'environnement et les questions de sécurité au travail sont d'autres domaines qui contribuent à la modification des flux. Dans l'industrie, on envisage de remplacer le solvant classique qu'est l'alcool dans le flux. Les alcools éthanol et isopropanol sont des solvants standard et peuvent s'enflammer dès 12°C en présence d'une source d'inflammation. Il en résulte des risques considérables lors du transport et de la manipulation.
Auf Kundenseite müssen die Produktions- und Lagermitarbeiter speziell im Umgang mit diesen Produkten geschult werden und die Unternehmen müssen bei dem Transport und der Lagerung strikte Rahmenbedingungen und Gesetze einhalten. Dies führt zu einem massiven Mehraufwand auf Hersteller- und Kundenseite und somit wiederrum zu erheblichen Mehrkosten. Alternativ wurden daher Flussmittel auf der Lösemittelbasis Wasser entwickelt. Diese sind nicht brennbar, setzen keine FCKW frei, sind in der Handhabung und im Transport absolut unbedenklich und sind inzwischen in der gängigen Elektronikfertigung im Industrieeinsatz. Stellvertretend für diese Gruppe sind die Wasserbasis-Flussmittel „WB-35/SOX/DT“ oder WB-35/EK 1405“. Beim Umstellungsprozess begleiten Emil Otto den Kunden vor Ort an der Anlage.
Die Firma Emil Otto, gegründet 1901 in Magdeburg, beschäftigt sich seit der Gründung mit der Entwicklung und Fertigung von Flussmitten. Waren es anfangs Weichlöt- und Hartlötflussmittel für den metallverarbeitenden Bereich in Industrie und Handwerk, so verschob sich der Schwerpunkt ab den 70-iger Jahren zu den Elektronikflussmitteln. All die zuvor genannten Entwicklungen haben die Produkte von Emil Otto mitgeprägt. Heute kann Emil Otto eine Flussmittelpalette bieten, die im Bereich der alkoholbasierten und wasserbasierten Elektronikflussmittel alle Wellenlötbereiche abdeckt. Darüber hinaus werden spezifische Lösungen für das Selektivlöten, Bügellöten und weitere Sonderfälle angeboten. Flussmittel für die Kabelkonfektionierung und die Litzenverzinnung wurden ebenfalls entwickelt und erfolgreich im Markt eingeführt.