Voids
Voids als Risiko für mechanisch belastete Lötverbindungen
Voids sind Hohlräume beziehungsweise Poren innerhalb einer Lötverbindung. Als mögliche Ursachen kommen unter anderem organische Einschlüsse in der Oberflächenmetallisierung, Bestandteile des Flussmittels oder im Lot gelöste Oxide infrage.
Die Voidbildung entsteht dabei nicht durch einen einzelnen Faktor. Vielmehr handelt es sich um eine Wechselwirkung zwischen:
- Leiterplatte
- Bauteilmetallisierung
- Lotlegierung
- Flussmittel
- Prozessführung
Unter dem Einfluss von Vibrationen oder Temperaturunterschieden können Voids die Stabilität einer Lötstelle beeinträchtigen. Im ungünstigen Fall kann dies zu einem Bruch der Verbindung zwischen Substrat und Bauteil führen.
Um dieses Risiko zu reduzieren, müssen Lötprozess, Lotlegierung und Flussmittel aufeinander abgestimmt werden.
Individuelle Beratung
Gerne beraten wir Sie individuell bei der Auswahl des passenden Flussmittels für Ihren Prozess.
SAC Lote
SAC Lote stellen besondere Anforderungen an den Lötprozess
SAC-Lote neigen im Vergleich zu SnPb-Loten verstärkt zur Porenbildung. Dafür nennt der Ausgangsbeitrag mehrere Ursachen. Zum einen erschwert die höhere Oberflächenspannung von SAC-Legierungen das Ausgasen eingeschlossener Gase aus dem Lot. Zum anderen führen die höheren Prozesstemperaturen zu einer verstärkten Bildung potenzieller Gase aus:
- dem Flussmittel
- der Leiterplatte
- den Bauteilen
Hinzu kommen die Benetzungseigenschaften der SAC-Lote. Aufgrund des vergleichsweise geringen Abstands zwischen Prozesstemperatur und Schmelzpunkt kann die Benetzung erschwert werden. Damit gewinnt die Abstimmung von Lot, Flussmittel und Prozessparametern zusätzlich an Bedeutung.
Flussmittel
Flussmittel beeinflussen Benetzung und Voidbildung
Auch die Oberflächenspannung zwischen flüssigem Lot, Flussmittel und Leiterplatte wirkt sich auf den Grad der Benetzung und damit auf die Entstehung von Voids aus. Eine gute Benetzung unterstützt die Reduzierung der Porenbildung.
Flussmittel übernehmen dabei eine wichtige Funktion. Sie tragen dazu bei, Oxide auf den Lotpads zu entfernen und eine saubere, oxidfreie Oberfläche zu erzeugen. Dadurch wird die Benetzung mit dem Lot unterstützt und das Risiko von Einschlüssen und Verunreinigungen reduziert.
Die Flussmittel von Emil Otto wurden für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt und werden seit vielen Jahren bei der Herstellung elektronischer Baugruppen eingesetzt. Ihre Zusammensetzung wurde kontinuierlich weiterentwickelt, um stabile und langlebige Lötverbindungen zu unterstützen.
Einflussfaktoren
Weitere Einflussfaktoren auf die Voiddichte
Neben Lotlegierung und Flussmittel können weitere Parameter die Anzahl und Größe von Poren innerhalb einer Lötverbindung beeinflussen.
Oxidschichten können die Voidbildung fördern.
Auch hier können Oxidschichten die Voidbildung begünstigen.
Die Entstehung von Voids muss deshalb immer im Zusammenspiel mehrerer Einflussgrößen betrachtet werden. Eine isolierte Betrachtung des Flussmittels oder der Lotlegierung allein greift zu kurz.
Anwendungen
Prozesssichere Lötverbindungen für anspruchsvolle Einsatzbedingungen
Die Kombination aus hochwertigem Lot, geeignetem Flussmittel, oxidfreien Lotpads und einer abgestimmten Prozessführung kann die Entstehung langlebiger Lötverbindungen positiv beeinflussen. Dies ist insbesondere dort von Bedeutung, wo elektronische Baugruppen dauerhaft hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
In der Bahntechnik trägt die Zuverlässigkeit entsprechender Verbindungen zum sicheren Transport von Waren und Gütern bei. Auch bei Baufahrzeugen oder Maschinen im Bergbau ist eine stabile Elektronik Voraussetzung für zuverlässig funktionierende Systeme. Die Auswahl geeigneter Lotlegierungen und Flussmittel ist deshalb ein wesentlicher Bestandteil einer auf Langzeitstabilität ausgelegten Aufbau- und Verbindungstechnik.
Unsere Lösung
Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl einer geeigneten Lösung für Ihren Lötprozess.
