Das flussmittelfreie Vakuumlöten mit Preform unterscheidet sich massiv von konventionellen Lötverfahren mit Paste! Für die Entwicklung von Lötprofilen sind völlig andere Parameter zu beachten. Zudem spielt die Materialqualität eine wesentlich höhere Rolle, da aufgrund des fehlenden Flussmittels Verunreinigungen nur eingeschränkt entfernt werden können. Für die Reduzierung von Oberflächenoxiden dient meist Ameisensäure, Wasserstoff, Formiergas oder ein Plasma. Wir bieten Ihnen zum Preformlöten umfangreiche Schulungen, damit Ihre Ingenieure Lötprozesse in kürzerer Zeit mit höherer Robustheit entwickeln können.
Eine kostengünstige und weit verbreitete Möglichkeit zur Anbindung von Leistungshalbleitern ist das Reflow-Löten. Das Löten stellt eine stoffschlüssige Verbindungstechnik dar. Die Verbindung zwischen zwei Fügepartnern (Halbleiter und Schaltungsträger) erfolgt durch einen Zusatzwerkstoff. Die Fügeteile werden erhitzt und vom flüssigen Lot benetzt, ohne selbst aufzuschmelzen. Durch die Diffusionsprozesse zwischen Fügepartner und Lotmaterial entsteht an der Grenzfläche eine Legierungszone und somit eine stoffschlüssige Verbindung.
Der Begriff Reflow-Löten bezeichnet das Verfahren, bei dem ein örtlich definiertes Lotvolumen vor dem Aufheizvorgang auf dem Schaltungsträger aufgetragen wird. Dafür werden häufig Pastensysteme mit einem Flussmittel zur Reduktion von Oberflächenoxiden der Verbindungpartner herangezogen. Ein weiteres Verfahren ist die Verwendung von sogenannten Preforms (gestanzte Metallplättchen) mit Formiergas oder Ameisensäure zur Oxidentfernung. Da beim pastenfreien Löten keine Rückstände in der Halbleiteranbindung zurückbleiben, kann eine porenfreie und damit deutlich zuverlässigere Verbindungsschicht als beim Pastenlöten erzielt werden. Der Wärmeeintrag in die Bauteile kann beim Reflow-Löten über alle Arten des Wärmestroms, also Konvektion, Strahlung und Wärmeleitung, erfolgen.
Seit dem Verbot von Blei in europäischen Elektronikprodukten (RoHS) werden überwiegend Zinn-Silber-Kupfer-Lote (SAC-Lote) in Europa verwendet. Deren Übergang in die flüssige Phase liegt meist zwischen 217 °C und 220 °C. Die Lastwechselfestigkeit sowie das mechanische und thermomechanische Verhalten dieser Lotgruppe wurden in vielen Publikationen bereits ausführlich untersucht. Eine Zusammenfassung der Studien ist hier zu finden.
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Aaron Hutzler, CEO von BondPulse, gibt auf dem ISAPP Symposium einen Einblick in das Thema Löten und Sintern unter kontrollierten Atmosphären....
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Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann lassen Sie uns über Vakuumlöten sprechen!