Im Leiterplattenbestückungsprozess sind Lötpaste vs Flussmittel unverzichtbar und spielen eine entscheidende Rolle bei der Befestigung von Bauteilen auf der Platine. Manchmal verwechseln Elektronikbastler, Studenten oder sogar einige Ingenieure diese beiden Begriffe. Daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen Lötpaste und Flussmittel zu verstehen und zu wissen, wie sie zur Bildung zuverlässiger Lötstellen beitragen.
Was sind Lötpaste und Flussmittel?
Lötpaste besteht aus Flussmittel und pulverförmiger Lötlegierung, wodurch eine pastöse Konsistenz entsteht. Sie ist in bleihaltiger und bleifreier Ausführung erhältlich und kann zuverlässige Lötverbindungen herstellen. Flussmittel allein kann jedoch nicht zur Bildung von Lötstellen beitragen, da es sich lediglich um eine Art chemische Reinigungszusammensetzung handelt. Es kann Oxide entfernen oder deren Bildung verhindern und trägt so in hohem Maße zur Bildung einer starken metallurgischen Verbindung durch geschmolzenes Lot bei. Daher unterscheiden sich Lötpaste und Flussmittel erheblich voneinander, sind aber dennoch miteinander verbunden.
Lötpaste vs Flussmittel: Was sind die wichtigsten Unterschiede?
Nachdem Sie nun ein grundlegendes Verständnis von Lötpaste und Flussmittel haben, wollen wir uns genauer ansehen, wie sie sich unterscheiden. Dieser Vergleich wird Ihnen helfen, ein klareres Verständnis davon zu gewinnen und bisherige Unklarheiten zu beseitigen.
1. Zusammensetzung
Zusammensetzung der Lötpaste
- Bleihaltige Lötpaste – Sn63/Pb37 (63 % Zinn, 37 % Blei) und Flussmittel.
- Bleifreie Paste – SAC305 (96,5 % Zinn, 3 % Silber, 0,5 % Kupfer) und Flussmittel.
Zusammensetzung der Flussmittelpaste
- Harz – Dient als Grundmaterial mit hoher thermischer Stabilität, geringer Flüchtigkeit, nicht leitenden und nicht korrosiven Eigenschaften.
- Aktivatoren – Häufig werden organische Säuren oder Aminhalogenide verwendet, um die Reinigungsfähigkeit zu verbessern. Sie können bei hohen Löttemperaturen aktiviert werden, um Metalloxide chemisch zu zerstören oder aufzulösen.
- Lösungsmittel und Bindemittel – Werden verwendet, um die Viskosität anzupassen und das Flussmittel besser verteilbar zu machen, damit es vor dem Erhitzen richtig an den Pads haftet.
- Additive – Werden hinzugefügt, um die Leistung zu verbessern, z. B. durch Erhöhung der Stabilität, Kontrolle der Rückstände oder Verbesserung der Reinigungsfähigkeit.
2. Physikalische Form und Farbe
Aufgrund ihres hohen Metallgehalts sieht Lötpaste grau und ähnlich wie Kitt aus. Aufgrund ihrer dickflüssigen Konsistenz kann sie die Bauteile auf der Platine für das spätere Löten fixieren. Flussmittel ist in der Regel gelblich-weiß oder transparent und kann in flüssiger, pastöser oder fester Form vorliegen. Je nach Anwendungsmethode kann es in Flaschen, Spritzen, Gläsern oder praktischen Flussmittelstiften verkauft werden.
3. Lötpaste vs. Flussmittel: Welche Funktion haben sie?
Wichtige Funktionen von Lötpaste
- Bietet ein Medium für die Haftung der Komponenten.
- Wirkt als temporärer Klebstoff, um die Komponenten an ihrem Platz zu halten.
- Sorgt für eine gute Benetzung und Haftung der Lötstellen.
Wichtige Funktionen von Flussmittel
- Entfernt Oxide von den Oberflächen der zu lötenden Metalle.
- Erleichtert das Fließen des geschmolzenen Lötzinns und verbessert die Haftung.
- Verhindert die Bildung neuer Oxide während des Lötens.
4. Lötpaste vs. Flussmittel: Unterschiede zwischen den Typen
Arten von Lötpaste: Kategorisiert nach Partikelgröße
Kleinere Partikelgrößen ermöglichen einen feineren Druck und eine bessere Präzision der Lötstelle. Mit steigender Typennummer wird die Partikelgröße des Lötmittels kleiner.
- Typ 1 – 150–75 µm
- Typ 2 – 75–45 µm
- Typ 3 – 45–25 µm, Standardauswahl für die meisten SMT-Anwendungen
- Typ 4 – 38–20 µm, ideal für Fine-Pitch-Bauteile
- Typ 5 – 25–10 µm, wird für Komponenten mit ultrafeinem Raster verwendet
- Typ 6 – 15–5 µm
- Typ 7 – 11–2 µm
- Typ 8 – 8–2 µm
Arten von Flussmittelpaste
Jedes Flussmittel hat unterschiedliche Eigenschaften, und bei der Auswahl müssen die Anforderungen der Baugruppe berücksichtigt werden. Nachfolgend sind die drei gängigen Flussmitteltypen aufgeführt:
- Traditionelles Kolophonium-Flussmittel – Es ist die wichtigste Art von Flussmittel, das aus Kolophonium gewonnen wird, nicht korrosiv ist und isolierend wirkt. Für die meisten Elektronikbauteile ist Kolophonium-Flussmittel unbedenklich, insbesondere bei der Verwendung von bleifreiem Lot. Es eignet sich für Nacharbeiten und Handlöten.
- Wasserlösliches Flussmittel – Wie der Name schon sagt, besteht dieses Flussmittel aus wasserlöslichen organischen Komponenten, was die spätere Reinigung erleichtert. Es kann Oxide effizient entfernen und wird häufig in Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit eingesetzt, muss jedoch nach dem Gebrauch sorgfältig gereinigt werden, um Korrosion zu vermeiden.
- No-Clean-Flussmittel – Dieses Flussmittel wurde so konzipiert, dass es möglichst wenig Rückstände hinterlässt, sodass keine anschließende Reinigung erforderlich ist. Es wird häufig bei der Montage von Unterhaltungselektronik wie Smartphones, Laptops usw. verwendet.
5. Auftragsmethoden
Es gibt zwei Hauptmethoden zum Auftragen von Lötpaste: Dosieren und Schablonendruck. Das Dosieren ist eine relativ einfache Technik, bei der mit einem Dosierapplikator oder einem ähnlichen Werkzeug Lötpaste präzise auf die vorgesehenen Stellen auf der Platine aufgetragen wird. Es kann auch ein automatischer Dosierer verwendet werden. Diese Methode eignet sich für die Prototypenfertigung oder die Kleinserienfertigung. Beim Schablonendruck wird eine PCB-Schablone mit Öffnungen verwendet, die den PCB-Pads entsprechen, um Lötpaste auf bestimmte Bereiche aufzutragen. Er eignet sich ideal für die Großserienfertigung und SMT-Bauteile mit feinem Raster.
Mit Flussmittel ist die Anwendung einfach. Mit einem Flussmittelstift, einer Spritze oder einem Pinsel kann eine dünne, gleichmäßige Schicht Flussmittel auf die vorgesehenen Bereiche aufgetragen werden. Achten Sie auf eine vollständige Abdeckung, tragen Sie jedoch nicht zu viel auf. Denken Sie daran, vor dem Löten das überschüssige Flussmittel zu entfernen.
6. Lagerung und Haltbarkeit
Beachten Sie, dass Lötpaste anfällig für Qualitätsverluste ist. Das liegt daran, dass Lötpaste Flussmittel enthält und die Aktivatoren im Flussmittel bei Raumtemperatur langsam mit dem Lötpulver reagieren. Daher verschlechtert sich die Lötpaste mit der Zeit. In der Regel muss Lötpaste bei 0-10 °C gekühlt werden, was ebenfalls zur Verlängerung der Haltbarkeit beiträgt. Unter geeigneten Lagerbedingungen haben die meisten handelsüblichen Lötpasten eine Haltbarkeit von etwa 6 bis 12 Monaten.
Temperatur- und Zeitänderungen haben keinen wesentlichen Einfluss auf das Flussmittel. In verschlossenen Behältern kann Flussmittel 1 bis 2 Jahre lang bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Der Flussmittelkern im Lötdraht gilt in der Regel als unbegrenzt haltbar, insbesondere wenn er in einem verschlossenen Beutel gelagert wird.
Lötpaste vs Flussmittel: Ein einfacher Vergleich
| Aspekt | Lötpaste | Flussmittel |
| Zusammensetzung | Bleihaltiges oder bleifreies Lötpulver gemischt mit Flussmittel | Harz, Aktivatoren, Lösungsmittel, Bindemittel und Additive |
| Physikalische Form und Farbe | Graue, dickflüssige Paste | Flüssigkeit, Gel, Paste oder Feststoff |
| Hauptfunktion | Hält Komponenten zusammen, fördert die Benetzung und Haftung, bildet Lötstellen | Entfernt Oxide, fördert den Lötfluss, verhindert Oxidation |
| Lagerung und Haltbarkeit | Kurze Haltbarkeit, muss in der Regel gekühlt werden | Längere Haltbarkeit, wird in der Regel bei Raumtemperatur gelagert |
| Typen | Typ 1 – 8 (verschiedene Partikelgrößen) | Wasserlösliches Flussmittel, Kolophonium-Flussmittel, No-Clean-Flussmittel |
| Reinigungsanforderungen | Reinigungsfreies Lötpaste erfordert in der Regel keine Reinigung, andere Typen müssen möglicherweise von Rückständen befreit werden | Muss nach Gebrauch oft gereinigt werden, außer bei reinigungsfreiem Flussmittel |
| Auftragsverfahren | PCB-Schablonen oder Dispenser | Pinsel, Sprühen, Tauchen oder Dosieren |
| Anwendungsfälle | Reflow-Löten | Handlöten oder Nacharbeiten |
| Unabhängige Verwendung | Flussmittel ist bereits in der Lötpaste enthalten | Unabhängige Verwendung beim Handlöten oder Reflow-Support |
| Thermische Reaktion | Schmilzt, um Lötstellen zu bilden | Wird bei hohen Temperaturen aktiviert |
Wie Lötpaste und Flussmittel im Leiterplattenbestückungsprozess zusammenwirken
Lötpaste und Flussmittel arbeiten bei der Leiterplattenbestückung eng zusammen, um eine hohe Lötqualität zu gewährleisten. Vor dem Löten hält die Lötlegierung in der Lötpaste die Bauteile auf den Pads fest. Das Flussmittel entfernt Oxide von den zu lötenden Oberflächen und verbessert die Benetzbarkeit des Lötzinns, wodurch diese für das Löten vorbereitet werden.
Die Lötpaste schmilzt zu einem flüssigen Zustand und bildet beim Reflow-Löten Lötstellen. Mit steigender Temperatur wird das Flussmittel in der Lötpaste aktiviert, wodurch Verunreinigungen beseitigt werden und das Fließen des geschmolzenen Lötzinns erleichtert wird.
Lötpaste und Flussmittel sorgen gemeinsam für die Zuverlässigkeit und Festigkeit der Lötstellen und ermöglichen so letztlich eine hochwertige PCBA.
Lötpaste vs Flussmittel: Wie sie die Zuverlässigkeit von Lötstellen beeinflussen
Die Festigkeit, Leitfähigkeit und Qualität von Lötstellen wirken sich direkt auf die Gesamtleistung und Lebensdauer elektronischer Geräte aus. Lötpaste und Flussmittel spielen eine entscheidende Rolle für die Lötstellen. Nachfolgend sind die wichtigsten Einflussfaktoren aufgeführt:
- Festigkeit der Lötstelle: Eine präzise Auftragung der Lötpaste und eine kontrollierte Reflow-Technik können eine höhere Festigkeit der Lötstelle gewährleisten. Das Flussmittel kann die Oberfläche reinigen und so ebenfalls zur Bildung robuster Verbindungen beitragen.
- Leitfähigkeit der Lötstelle: Durch die richtige Verwendung von Lötpaste können gleichmäßige und stabile Lötstellen hergestellt werden, wodurch eine gute Leitfähigkeit gewährleistet wird. Flussmittel verbessert die Leitfähigkeit von Lötstellen zusätzlich, indem es Verunreinigungen und Oxide entfernt.
- Qualität der Lötstellen: Die Reduzierung von Hohlräumen in den Lötstellen führt zu einer stabileren Qualität und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer bei. Flussmittel kann auch das Korrosionsrisiko verringern und so die Lebensdauer weiter verlängern.
Schlusswort
Lötpaste und Flussmittel sind beide wichtige Materialien im Leiterplattenbestückungsprozess und sorgen gemeinsam für ein gutes Ergebnis. Für Fachleute ist es unerlässlich, ihre Unterschiede und die richtigen Anwendungsbereiche zu verstehen, um zuverlässige Lötstellen und eine gleichbleibende Bestückungsqualität zu erzielen. Durch die Auswahl der richtigen Lötpaste und des richtigen Flussmittels können Sie die Gesamtleistung in der Fertigung erheblich verbessern.
Häufig gestellte Fragen zu Flussmittelpaste und Lötpaste
1. Ist Lötpaste besser als Flussmittel?
Es gibt keine Überlegenheit oder Unterlegenheit zwischen Lötpaste und Flussmittel. Sie erfüllen unterschiedliche Funktionen und ergänzen sich gegenseitig.
2. Kann ich Lötpaste als Flussmittel verwenden?
Nein. Lötpaste kann Flussmittel nicht ersetzen. Lötpaste enthält zwar Flussmittel, dient jedoch in erster Linie dazu, während des Reflow-Lötens Lötstellen zu erzeugen. Flussmittel allein dient nur dazu, Oberflächen zu reinigen und die Benetzung zu verbessern. Wenn Sie Lötpaste als Flussmittel verwenden, fließt sie nicht richtig und reinigt nicht ordnungsgemäß, was zu schlechten Lötstellen führt.
3. Warum muss Lötpaste gekühlt werden?
Das Flussmittel in der Lötpaste enthält Aktivatoren, die bei hohen Temperaturen sehr aktiv sind, deren Aktivität sich jedoch bei niedrigen Temperaturen verlangsamt. Durch Kühlung kann die Lebensdauer der Lötpaste verlängert werden.
4. Was passiert, wenn ich beim Löten kein Flussmittel verwende?
Ohne Flussmittel oxidiert das Metall, wodurch die Bildung einer Lötstelle verhindert wird, was zu schwachen und unzuverlässigen Lötverbindungen führt.
