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Flussmittelist ein unterschätzter Teil des Lötprozesses, obwohl seine Bedeutung in der Tat immens ist. Lesen Sie mehr über die Arten und die Verwendung von Flussmitteln in der Elektronik.
Flussmittel in der Praxis
Beim Löten elektronischer Schaltungen spielen Flussmittel eine fast grundlegende Rolle, denn sie ermöglichen zuverlässige Verbindungen zwischen elektronischen Bauteilen und Pads auf der Leiterplatte. Es gibt mehrere verschiedene Klassen von Flussmitteln mit jeweils leicht unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsbereichen. In diesem Artikel geben wir eine kurze Beschreibung der Flussmittel, die zu den Klassen R, NC, RMA, RA und WS gehören, und heben die wichtigsten Grundsätze für den richtigen Umgang mit Flussmitteln in der täglichen Praxis eines Elektronikers hervor.
Flussmittelklassen und ihre wichtigsten Eigenschaften
- Flussmittel der Güteklasse R basieren auf Kolophonium, das aus dem Harz von Nadelbäumen gewonnen wird. Sie zeichnen sich durch eine mäßige chemische Aktivität aus. Sie sind die traditionellste Gruppe von Flussmitteln – in der Tat waren sie früher das Grundprodukt dieser Art, das sogar in der Massenproduktion von Elektronik verwendet wurde. Heute werden Flussmittel aus Kolophonium u. a. für das Löten größerer Bauteile (z. B. Steckverbinder oder Drähte) von Hand verwendet und auch von Amateuren ausgiebig genutzt – im Internet und in der Elektronikliteratur finden sich zahlreiche Beschreibungen der Verwendung von “Lack” aus zerkleinertem und in Spiritus gelöstem Kolophonium zum Schutz der Oberfläche von selbstgebauten Leiterplatten.
- Flussmittel der Güteklasse NC (aus dem Englischen No Clean) wurden in erster Linie für die Chargenmontage (automatische Montage) entwickelt, um Flussmittelrückstände nach dem Löten zu minimieren. Sie haben in der Regel eine relativ geringe chemische Aktivität und sind so konzipiert, dass sie nach dem Lötvorgang nicht gereinigt werden müssen (d. h. sie hinterlassen keine Verunreinigungen auf der Leiterplatte, die im Laufe der Zeit zu Korrosion der Leiterbahnen und Bauteilanschlüsse führen würden).
- RMA-Flussmittel (RMA = rosin medium-activated) sind eine Art Erweiterung der klassischen R-Flussmittel. Sie zeichnen sich durch eine mäßige chemische Aktivität aus und eignen sich daher für die Montage von leicht zu lötenden Oberflächen (d. h. von guter Qualität, nicht mit zu vielen Oxiden oder Verunreinigungen bedeckt).
- Flussmittel der RA-Klasse zeichnen sich durch eine deutlich höhere chemische Aktivität aus als Flussmittel der R-Klasse, was auf eine viel höhere Beimischung von Aktivatoren zurückzuführen ist. Bitte beachten Sie, dass Flussmittelrückstände korrosiv sein können und daher so schnell wie möglich nach dem Montagevorgang entfernt werden sollten.
- Flussmittel der WS-Klasse sind – im Gegensatz zu den vier zuvor beschriebenen Klassen – wasserlöslich, was den Reinigungsprozess nach dem Löten erleichtert (bei anderen Flussmitteltypen, insbesondere bei Kolophoniumflussmitteln, ist die Verwendung von Alkohol – z. B. Isopropyl, IPA – oder einer speziell für die Reinigung von Leiterplatten entwickelten Chemikalie erforderlich). Die WS-Flussmittel sind durch sehr unterschiedliche chemische Aktivitäten gekennzeichnet.
Flussmittel beim Löten von elektronischen Bauteilen
Flussmittel erfüllen zumindest mehrere äußerst wichtige Funktionen im Lötprozess. Ihre Wirkung beruht hauptsächlich auf der Entfernung von Oxiden von der Oberfläche elektronischer Bauteile, von Pads auf Leiterplatten und auch… von Lötkolbenspitzen. Oxide können sich auch während des Lötvorgangs durch hohe Temperaturen und die Anwesenheit von relativ sauerstoffreicher Luft bilden. Eine effektive Oxidnivellierung gewährleistet saubere und korrekte Verbindungen zwischen den gelöteten Oberflächen, was sich direkt auf die Zuverlässigkeit des Lötprozesses auswirkt.
Ein weiterer äußerst wichtiger Aspekt ist die verbesserte Benetzung der zu verbindenden Oberflächen durch das Lot (Zinnlegierung) – Flussmittel haben die Fähigkeit, die Oberflächenspannung zu verringern, was zu einem besseren Fließen des Lots und einer ordnungsgemäßen Abdeckung der zu lötenden Oberfläche führt. Interessanterweise wirken sich Flussmittel auch positiv auf die thermische Beständigkeit des Lötens aus – durch die Verwendung eines hochwertigen Flussmittels können wir den Bestückungsprozess beschleunigen und verbessern, was wiederum das Risiko einer Überhitzung von Bauteilen oder Leiterplattenpads und -bahnen minimiert.
Grundsätze der korrekten Flussmittelanwendung - eine Handvoll praktischer Tipps
Um Flussmittel beim Löten von elektronischen Bauteilen effektiv und sicher zu verwenden, genügt es, einige einfache Regeln zu kennen. Erstens ist die Wahl des richtigen Flussmittels von großer Bedeutung für die Qualität des gesamten Prozesses: Bei der manuellen Montage von durchkontaktierten Bauteilen wird häufig klassisches Kolophonium, das in kleinen Metalldosen verkauft wird, verwendet. Bei SMD-Bauteilen sind Gel-Flussmittel der RMA- oder NC-Klasse ideal – solche Produkte, die unter anderem von der bekannten polnischen Marke AG Thermopasty angeboten werden, finden Sie im Sortiment des Botland-Shops.
Ebenso wichtig ist das richtige Auftragen des Flussmittels – die Substanz sollte mit geeigneten Werkzeugen wie Pinseln oder Handapplikatoren (in Form einer einfachen Spritze oder eines Kolbens, der mit einer Kartusche arbeitet) gleichmäßig auf der Oberfläche der Leiterplatte verteilt werden. Professionelle Werkstätten verwenden dagegen pneumatische Applikatoren, die mit einem Kompressor oder einer Druckluftflasche arbeiten. In jedem Fall muss darauf geachtet werden, dass nicht zu viel Flussmittel verwendet wird – es ist ratsam, übermäßiges Verschütten auf angrenzende Bereiche der Leiterplatte zu vermeiden.
Bei Flussmitteln mit mäßiger bis hoher chemischer Aktivität sollte die Kontaktzeit zwischen den Bauteilen bzw. der Leiterplatte und dem Flussmittel so kurz wie möglich gehalten werden – eine übermäßige Einwirkung von Aktivatoren kann Korrosion an empfindlichen elektronischen Bauteilen auslösen. Die Reinigung der Platine nach dem Lötvorgang ist (aus verschiedenen Gründen) auch bei No-Clean-Flussmitteln ratsam – allerdings sollten hierfür geeignete Reinigungsmittel gemäß den Empfehlungen des Herstellers verwendet werden. Vor der Reinigung von Leiterplatten ist es ratsam, die richtigen Werkzeuge zur Hand zu haben, wie Pinsel und ESD Bürsten, eine Flasche mit Isopropylalkohol und eine Unterlage (oder zumindest eine Folie), auf der man die ganze Prozedur durchführen kann, ohne Gefahr zu laufen, die Werkbank mit geschmolzenen Flussmittelresten zu bespritzen.
