🧹

1. Oxidentfernung

Entfernen Sie Kupferoxid (CuO, Cu₂O) von den Leiterplattenpads und den Anschlussflächen der Komponenten, sodass frisches, reaktives Kupfer dem geschmolzenen Lot ausgesetzt wird. Ohne diesen Schritt kann das Lot die Oberfläche nicht benetzen und es kommt zu Entnetzungs- oder Nichtbenetzungsfehlern.

🛡️

2. Verhinderung der Re-Oxidation

Nach der Reinigung der Oberfläche muss das Flussmittel während der Aufheizphase (Vorheizzone, 150–200 Grad) eine erneute Oxidation verhindern, bevor das Lot schmilzt. Der Aktivator muss bei der Temperatur aktiv bleiben, während das Flussmittel verdampft.

⚡

3. Förderung der Lotbenetzung

Reduzieren Sie die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots während des Reflow-Peaks (230–260 Grad für SAC-Legierungen), damit es sich gleichmäßig über das Pad verteilt und die Anschlüsse der Komponenten aufsaugt, wodurch eine zuverlässige Kehlgeometrie und Verbindungsfestigkeit entsteht.

✅

4. Sichere, stabile Rückstände (nicht-sauber)

After reflow, the residue must be electrically non-conductive (SIR >10⁸ Ω), nicht-korrosiv gegenüber Kupfer und Lot, feuchtigkeitsstabil-und physikalisch stabil bei Temperaturwechseln während der Lebensdauer des zusammengebauten Produkts.

🔬 Schritt 1: Thermische Zersetzung von Kupferoxid (230–260 Grad)

Bei Reflow-Spitzentemperaturen erfährt Kupferoxid eine teilweise thermische Reduktion, wodurch das Oxid anfälliger für Koordinationsangriffe wird:

4 CuO → 2 Cu₂O + O₂ (teilweise bei 230–260 Grad)

🔬 Schritt 2: Alkanolamin-Koordination mit Cu²⁺ und Cu⁺

Der Aminstickstoff und der Hydroxylsauerstoff des Alkanolamins koordinieren mit Kupferionen an der Oxidoberfläche und bilden lösliche Kupfer{0}}alkanolaminkomplexe. Dadurch werden Kupferionen aus dem Oxidgitter entfernt und der Oxidfilm nach und nach aufgelöst. Die Reaktion läuft bei 200–260 Grad schnell ab, selbst bei tertiären Aminen, die bei Umgebungstemperatur nicht reaktiv sind - die thermische Energie überwindet die Aktivierungsbarriere, die die Reaktion bei Raumtemperatur verhindert.

🔬 Schritt 3: Komplexe Zersetzung und Freilegung von frischem Kupfer

Der lösliche Kupfer-alkanolamin-Komplex wandert von der Metalloberfläche weg. Bei der höchsten Reflow-Temperatur zersetzt es sich - und setzt das Alkanolamin frei (das sich teilweise verflüchtigt, insbesondere DMEA mit einem Siedepunkt von 135 Grad), und die frisch freigelegte Kupferoberfläche wird durch die metallurgische Bindungsreaktion sofort vom geschmolzenen Lot benetzt.

DMEA - der Volatilitätsvorteil (bp 135 Grad)

• Beginnt sich während der Vorwärmzone (150–200 Grad) zu verflüchtigen. Der --Aktivator ist während des Temperaturanstiegs am stärksten an der Oberfläche konzentriert und verlässt ihn dann nach dem -Reflow
• Die nach dem Reflowlöten entstehenden Rückstände haben einen geringeren Ionengehalt und eine bessere SIR-Leistung
• Weniger Amingeruch im zusammengebauten Produkt
• Am besten für:SMT-Reflow-Lötpaste; geringe-Rückstände, kein-sauberes Flussmittel; Luft- und Raumfahrt sowie medizinische Elektronik, wo minimale Rückstände von entscheidender Bedeutung sind

DEAE - der Stabilitätsvorteil (bp 162 Grad)

• Bleibt während eines größeren Teils der Vorwärmzone in der flüssigen Flussmittelphase - und sorgt für eine anhaltende Oxidentfernung über ein breiteres Temperaturfenster
• Bessere Leistung bei stark oxidierten oder gealterten Platinen, die eine längere Verweilzeit des Flussmittels erfordern
• Stabiler bei der Lagerung von Flussmittelkonzentraten - weniger Verdunstung aus offenen Flussmittelbädern
• Am besten für:Selektives Lötflussmittel; Wellenlötflussmittel; schwer-zu-lötbare Oberflächen; allgemeines -Zweck, kein-sauberes flüssiges Flussmittel

⚖️ Verwenden Sie die minimale wirksame Alkanolaminkonzentration

0,5–3,0 % DMEA oder DEAE nach Gewicht. Jedes zusätzliche Prozent erhöht die Oxidentfernungsaktivität, erhöht aber auch das Ionenpotential der Rückstände. Beginnen Sie niedrig und erhöhen Sie die Menge nur, wenn die Benetzungsleistung auf dem Zielsubstrat unzureichend ist.

🔗 Wählen Sie organische Säure-Co--Aktivatoren, die sich bei Reflow-Temperatur zersetzen

Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure müssen während des Reflow-Peaks - decarboxylieren oder sich zersetzen, so dass in den Rückständen nach dem Reflow keine Restsäure für die Aminsalzbildung zurückbleibt. Passen Sie die Säurezersetzungstemperatur (normalerweise 200–265 Grad) an Ihre Reflow-Spitzentemperatur an.

🌊 Verwenden Sie ein nicht-hygroskopisches Harzsystem

Natürliches Kolophonium (Sorte WW, WG) oder modifiziertes Kolophonium (hydriert, polymerisiert) mit geringer Feuchtigkeitsaufnahme. Vermeiden Sie Harze mit einem übermäßigen Gehalt an freien Säuren - diese tragen unabhängig von der Wahl des Aminaktivators zu ionischen Rückständen bei.

🛡️ Fügen Sie Benzotriazol (BTA) als Kupferoberflächeninhibitor hinzu

BTA in einer Konzentration von 0,05–0,2 % bildet nach dem Reflow eine schützende Monoschicht auf der Kupferoberfläche und bietet einen langfristigen Korrosionsschutz unter feuchten Bedingungen. Kompatibel mit DMEA und DEAE bei typischen Konzentrationen der Flussmittelformulierung.

🔥 SMT-Reflow (Lötpastenflussmittel)

Flussmittel mit Lötpulver vermischt und auf Leiterplattenpads gedruckt. Muss 8+ Stunden lang druckbar bleiben, darf vor dem Reflow nicht zusammenbrechen, darf keine Lotkugelbildung verursachen, muss innerhalb des Reflow-Fensters von 60–90 Sekunden aktiviert werden und darf nur minimale, nicht{4}}klebrige Rückstände hinterlassen.

DMEA-Rolle:0,5–1,5 % im Lotpastenflussmittel. Eine teilweise Flüchtigkeit beim Vorheizen trägt zu einer geringeren Lotballbildung bei. Die schnelle Diffusion durch die Flussmittelmatrix stellt den Kontakt mit Oxidoberflächen sicher, bevor das Lot schmilzt.

💧 Selektivlöten (Flussmittel)

Wird lokal auf Durchgangsloch-Komponentenleitungen unmittelbar vor einem Lötbrunnen oder einer Mini-{1}}Welle aufgetragen. Muss schnell benetzen (5–25 cP), in den Durchgangslochzylinder eindringen, während der Lötkontaktzeit von 2–8 Sekunden aktiv bleiben und benachbarte SMT-Komponenten nicht verunreinigen.

DEAE-Rolle:1,0–2,5 % in IPA oder Alkoholträger. Ein höherer pH-Wert (162 Grad) verhindert eine vorzeitige Verdunstung zwischen dem Auftragen des Flussmittels und dem Lötkontakt (5–15 Sekunden). Die anhaltende Aktivität gewährleistet die Füllung des Laufs auch auf teilweise oxidierten Bleioberflächen.

⚠️ DMEA-Handhabung bei Flussmittelanwendungen

• Flammpunkt 43 Grad (Flam. Liq. 3) - entfernt von Zündquellen lagern; antistatische Dosierausrüstung erforderlich
• DMEA verdunstet aus offenen Behältern - dicht verschlossen halten; Überprüfen Sie regelmäßig die Konzentration im Flussmittelbad
• IPA-basierte Flussmittelkonzentrate sind brennbar. - Für das gebrauchsfertige Flussmittel gelten die Lagerungsanforderungen der Klasse 3
• Eine gekühlte Lagerung (5–10 Grad) verlängert die Haltbarkeit von Lotpaste mit DMEA-Aktivator

⚠️ Umgang mit DEAE bei Flussmittelanwendungen

• Flammpunkt 60 Grad - immer noch Flam. Liq. 3, aber größerer Sicherheitsspielraum als DMEA
• Niedrigerer Dampfdruck - stabiler in offenen Flussmittelbädern; weniger Konzentrationsdrift während einer Produktionsschicht
• Kompatibel mit IPA- und Glykolether-Trägerlösungsmitteln
• Haltbarkeit von Flussmittelkonzentrat auf DEAE--Basis: 12–18 Monate in verschlossenen Braunglas- oder HDPE-Behältern bei Raumtemperatur

F: Wie hoch ist die typische Alkanolaminkonzentration in einem handelsüblichen No{0}}Lotpastenflussmittel?

In einer typischen No{0}}Lötpaste (Flussmittelgehalt ca. 10–15 % des gesamten Pastengewichts) macht der Alkanolaminaktivator normalerweise 0,5–2,0 % des gesamten Flussmittelgewichts - aus, was 0,05–0,30 % der gesamten Paste oder etwa 500–3.000 ppm entspricht. Bei flüssigen Wellen- und Selektivlötflussmitteln, die in einem Alkoholträger verdünnt sind (typischerweise 2–5 % Flussmittelfeststoffe in IPA), beträgt der Alkanolamingehalt im gebrauchsfertigen Flussmittel 0,05–0,15 % nach Gewicht. Die genaue Konzentration wird gegen den Co-Aktivatorgehalt der organischen Säure (typischerweise 1–5 % des Flussmittels) abgewogen, um eine ausreichende Oxidentfernung ohne Beeinträchtigung der SIR-Leistung nach dem Reflow zu gewährleisten.

F: Kann ich DMEA oder DEAE in Flussmittelformulierungen verwenden, die Halogenid-(ORL1-Klasse) enthalten?

Ja -beide sind vollständig kompatibel mit Halogenid-haltigen Flussmittelformulierungen. In leicht aktivierten, Halogenid-haltigen Flussmitteln sorgt das Alkanolamin für den Basenaktivierungsmechanismus, während eine kleine Menge Halogenidaktivator (typischerweise 0,1–0,5 %) für die aggressive anfängliche Oxidzerstörung auf schwer zu lötenden Oberflächen sorgt. Die Kombination kann die Klassifizierung IPC-J-STD-004 ORL1 mit besserer Benetzung auf oxidierten Oberflächen erreichen als alleinige Formulierungen ohne Halogenid-. Der höhere Ionengehalt der Rückstände erfordert jedoch eine sorgfältigere SIR-Prüfung – insbesondere in feuchten Umgebungen.

F: Wie wirkt sich das Alkanolamin-Flussmittel auf OSP-fertigen Leiterplatten (Organic Solderability Preservative) aus?

Auf DMEA und DEAE-basierte Flussmittel funktionieren beim First-{1}Pass-OSP---Koordinationschemie-Angriff auf CuO unter der organischen Beschichtung gut. Der zweite-Durchgang (Überarbeitung) des OSP kann eine größere Herausforderung darstellen, da sich der OSP während des ersten Reflow-Zyklus möglicherweise teilweise verschlechtert hat. Bei OSP-Platten mit mehreren Durchgängen verbessert eine etwas höhere Alkanolaminkonzentration (1,5–2,5 % DEAE) oder die Zugabe eines schwachen Halogenidaktivators die Zuverlässigkeit des zweiten Durchlaufs. Auf DMEA- basierendes Flussmittel wird für OSP gegenüber ENIG (stromloses Nickel-Immersionsgold) leicht bevorzugt, da bei erhöhter Temperatur das Risiko einer Nickelkomplexierung geringer ist.

F: Ist DMEA oder DEAE mit einer Schutzbeschichtung kompatibel, die auf keine-sauberen Flussmittelrückstände aufgetragen wird?

Schutzlacke aus Acryl zeigen im Allgemeinen eine gute Haftung auf DMEA-basierten Flussmittelrückständen, da die Rückstände nicht-polar und nicht{2}}klebrig sind. Bei Silikonbeschichtungen kann es zu Haftungsproblemen mit Rückständen auf Kolophoniumbasis kommen. Der sicherste Ansatz für sicherheitskritische Anwendungen (Luft- und Raumfahrt, Medizin) besteht darin, die Platine vor der Schutzbeschichtung zu reinigen, selbst mit einem nicht sauberen Flussmittel. Wenn beim Beschichten keine-sauberen Rückstände vorhanden sind, überprüfen Sie die Kompatibilität mit Ihrer spezifischen Flussmittel-/Beschichtungskombination mithilfe der IPC-A-610-Haftungs- und SIR-Tests gemäß Ihrem Qualifizierungsprotokoll.

F: Wie lange sind DMEA und DEAE, die als Rohstoffe für die Flussmittelformulierung geliefert werden, haltbar?

Sowohl DMEA als auch DEAE haben eine Haltbarkeitsdauer von 24 Monaten in ordnungsgemäß verschlossenen Behältern, die unter 30 Grad und vor Licht, Oxidationsmitteln und starken Säuren gelagert werden. DMEA sollte in dicht verschlossenen Behältern gelagert werden, da der Dampfdruck höher ist. - Eine teilweise Verdunstung aus einem locker verschlossenen Fass erhöht die Konzentration und verändert die Genauigkeit der Flussmittelformulierung. Überprüfen Sie die Konzentration vor der Verwendung durch GC oder Säure-Base-Titration, wenn Sie länger als 12 Monate gelagert werden. Beide sollten in Behältern aus Edelstahl, HDPE oder Glas gelagert werden - Vermeiden Sie Kupfer-, Messing- und Zinklegierungen.