Probleme bei der Verwendung von Flussmitteln
Traditionell war die Verwendung von Flussmittel ein notwendiger Bestandteil des Lötens. Das Flussmittel hilft, Oxide von den zu lötenden Metallen zu entfernen, und verbessert die allgemeine Benetzbarkeit des Lots, die für qualitativ hochwertige Lötverbindungen erforderlich ist. Die Verwendung von Flussmitteln hat jedoch auch ihre Nachteile:
Flussmittel kann während des Reflow-Prozesses ausgasen und Lötporen verursachen.
Flussmittel hinterlässt einen Rückstand, der nach dem Reflow-Prozess gereinigt werden muss. Wenn sie nicht ordnungsgemäß gereinigt werden, können Flussmittelrückstände sauer werden und die Zuverlässigkeit des Bauteils beeinträchtigen.
Bei Flip-Chip- und BGA-Anwendungen können sich Flussmittelrückstände zwischen den Verbindungen festsetzen und den Underfill-Fluss blockieren. Dies führt zu Underfill-Lücken und verringert die Zuverlässigkeit.
Ameisensäure ersetzt die Notwendigkeit von Flussmitteln
Beim flussmittelfreien Reflow-Verfahren wird Ameisensäure (CH2O2) als Reduktionsmittel für die Oxide auf dem Metalllot verwendet, was den Einsatz von Flussmitteln überflüssig macht.
Eliminiert Probleme im Zusammenhang mit Flussmittelrückständen, wie z.B. Lunkerbildung
Prozessschritte im Zusammenhang mit Flussmitteln, wie z. B. Pre-Reflow-Flussmittel und Post-Reflow-Flussmittelreinigungsschritte, sind nicht mehr erforderlich, was Zeit, Geld und Platz spart.
Heller Industries war das erste Unternehmen, das flussmittelfreies Reflow im Dauerbetrieb auf den Markt brachte.
Wie funktioniert Ameisensäure-Reflow beim flussmittelfreien Löten?
Die Chemie beim Ameisensäure-Reflow ist ein zweistufiger Prozess:
Während der Eintauchphase eines thermischen Profils (zwischen ca. 150 °C und 200 °C) wird Ameisensäuredampf in die Prozesskammer eingeleitet, wo er mit den Metalloxiden auf dem Lot reagiert und Ameisensäure-Salze bildet.
Wenn die Temperatur auf über 200 °C ansteigt, zerfallen die Formiatsalze zu Wasser, Wasserstoff und CO2. Dadurch bleibt das Lot oxidfrei und in seiner reinen Form.
Schritt 1: Es entsteht Metallformiat (zwischen 150C - 200C)
MeO + 2HCOOH → Me(COOH)2 + H2O
Schritt 2: Metallformiat zersetzt sich und hinterlässt reines Metall (über 200C)
Me(COOH)2 → Me + 2CO2 + H2
Ameisensäure-Reflow
Ameisensäure kann in den meisten Reflow-Profilen eingesetzt werden, wird aber empfohlen, wenn die Spitzentemperaturen unter 350 °C liegen. Ameisensäure wird am häufigsten bei der Verpackung von Leistungsbauteilen und beim Bumping und Die-Attach von Halbleitern verwendet, eignet sich aber auch für andere Anwendungen, bei denen die Verwendung von Flussmitteln unerwünscht ist. Ameisensäure-Reflow wird häufig mit vakuumunterstütztem Reflow kombiniert, um die Entfernung von Hohlräumen zu verbessern. Für weitere Informationen über die Ameisensäure- und Vakuummaschinen von Heller klicken Sie bitte auf den untenstehenden Link.
Formiergas-Reflow
Wir bieten auch Formiergas als eine Prozessgasoption für flussmittelfreies Reflowlöten an. Formiergas ist ein Gemisch aus typischerweise 4-5% Wasserstoff und Stickstoff und kann als Flussmittelersatz für Hochtemperatur-Reflow-Anwendungen (im Allgemeinen >350C) dienen. Wenn Sie nach einem flussmittelfreien Prozess mit einem hohen Temperaturprofil suchen, ist Formiergas die ideale flussmittelfreie Option.
