Lötstäbe
Lagerung
(1) Speicherumgebung
- Die Temperatur sollte auf Raumtemperatur eingestellt werden, im Allgemeinen 18–28 Grad; die Luftfeuchtigkeit sollte 10–65 % betragen; und es sollten keine stark oxidierenden Gase wie Sauerstoff vorhanden sein. Sie sollten grundsätzlich verschlossen in ihren Verpackungskartons gelagert werden.
(2)Sicherheitsvorkehrungen für die Lagerung
- Lötstäbesind schwer; Vermeiden Sie es, sie in erhöhten Positionen zu platzieren. Der Lagerort sollte sich vorzugsweise im Erdgeschoss mit einem festen Boden befinden (bei Aufstellung auf anderen Etagen prüfen Sie, ob der Boden das Gewicht tragen kann, und überprüfen Sie den Aufstellungsort regelmäßig auf Anzeichen von Durchbiegung, um ein Einsturz zu verhindern). Auch die Stapelhöhe sollte begrenzt sein.

Verwendung
(1) Temperatur
Die Löttemperatur für bleihaltige (Sn63/Pb37) Lotstangen liegt im Allgemeinen bei 230 Grad, während die Löttemperatur für bleifreie (SAC305) Lotstangen im Allgemeinen auf 260 Grad eingestellt ist.
(2) Atmosphärische Umgebung
Bei der Verwendung von Lotstäben beim Wellenlöten wird die Verwendung von Stickstoffgas empfohlen, um die Fließfähigkeit und Benetzbarkeit des Lots zu verbessern, die Oxidationsrate des Lots bei hohen Temperaturen zu verringern und den Lotverlust zu minimieren.
(3) Lötvolumenregelung
Die Lotmenge im Wellenlöttank wird im Allgemeinen durch die Höhe des Flüssigkeitsspiegels gesteuert, um den Höhenunterschied zwischen dem aus der Welle versprühten flüssigen Lot und der Flüssigkeitsoberfläche zu verringern, wodurch die Menge der erzeugten Lotschlacke reduziert und der Lotverlust minimiert wird.
(4) Kontrolle des Verunreinigungsgehalts
1) Klassifizierung von Zinn-Bleiloten nach Reinheit
- ① Recyceltes und raffiniertes Lot: In der Industrie werden einige Abfalllote (Lötkrätze, heruntergetropftes Lot, Lötenden und entsorgte kontaminierte Materialien usw.) oft recycelt oder raffiniert und dann weiterverkauft. Aufgrund der hohen Raffinationskosten (die weit über dem Verkaufspreis des Lots liegen) besteht die allgemeine Praxis bei minderwertigem Lotabfall, der nur Verunreinigungen wie Kupfer, Zink und Eisen enthält, darin, dem recycelten Lotabfall neues Neumetall hinzuzufügen, um den Verunreinigungsgehalt unter den zulässigen Wert für Lotverunreinigungen zu senken. Die US-Regierungsnormen QQ-S-571 und ASTM B-32 spiegeln die zulässigen Kontaminationsgrade in recycelten Materialien wider, wie in den Tabellen 2.10 und 2.11 dargestellt.
Tabelle 2.10: Chemische Zusammensetzung der im US Federal Standard QQ-S-571 verwendeten Lotlegierungen (%)
| Element/Eigenschaft | Sn70 | Sn63 | Sn62 | Sn60 | Sn50 | Sn40 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Sn (%) | 69.5–71.5 | 62.5–63.5 | 61.5–62.5 | 59.5–61.5 | 49.5–51.5 | 39.5–41.5 |
| Pb (%) | Gleichgewicht | Gleichgewicht | Gleichgewicht | Gleichgewicht | Gleichgewicht | Gleichgewicht |
| Sb max (%) | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 |
| Bi max (%) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| Ag max (%) | 0.015 | 0.015 | 1.75–2.25 | 0.015 | 0.015 | 0.015 |
| Cu max (%) | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| Fe max (%) | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
| Zn max (%) | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
| Al max (%) | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
| Als Maximum (%) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| Cd max (%) | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
| Solidus (Abschluss) | 183 | 183 | 183 | 183 | 183 | 183 |
| Liquidus (Abschluss) | 193 | 183 | 189 | 191 | 216 | 238 |
Tabelle 2.11: Chemische Zusammensetzung der im ASTM-Standard B-32 verwendeten Lotlegierungen (%)
| Grad | Sn | Pb | Sb min–max | Bi max | Cu max | Fe max | Al max | Zn max | Als max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 70A | 70 | 30 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 70B | 70 | 30 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 63A | 63 | 37 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 63B | 63 | 37 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 60A | 60 | 40 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 60B | 60 | 40 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 50A | 50 | 50 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 50B | 50 | 50 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 45A | 45 | 55 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 45B | 45 | 55 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
Von der Verwendung von recyceltem Lot wird in kritischen Anwendungen abgeraten, da in der automatisierten Massenproduktion die unvorhersehbaren Verunreinigungen im recycelten Lot zu unvorhergesehenen Schwankungen in der Lötleistung führen und möglicherweise zu ernsthaften Problemen führen können.

- ② Frischlot: Frischlot bezieht sich auf Lot, das aus aus Erz raffiniertem Zinn und Blei hergestellt wird. Frischlot ist ein Standardmaterial in der Produktion der Elektronikindustrie, insbesondere beim automatisierten Schweißen für die Massenproduktion (z. B. Wellenlöten von Leiterplatten). Die Konstanz des Verunreinigungsgehalts in dieser Lotsorte ist relativ vorhersehbar und verhindert so die potenziellen Gefahren, die mit der Verwendung von recyceltem Lot verbunden sind.
Tabelle 2.12: Maximale Verunreinigungsgrenzwerte für Elektroniklot (hoch-Schweißen) (J-STD-001) (%)
| Verunreinigungselement | Maximal zulässiger Inhalt (Gew.-%) |
|---|---|
| Cu | 0.300 |
| Au | 0.200 |
| CD | 0.005 |
| Zn | 0.005 |
| Al | 0.006 |
| Sb | 0.500 |
| Fe | 0.020 |
| Als | 0.030 |
| Bi | 0.250 |
| Ag | 0.100 |
| Ni | 0.010 |
Tabelle 2.13: Vergleich der Verunreinigungsgehalte in gewöhnlichem Lot (Sn37Pb) (%)
| Verunreinigungselement | QQ-S-571E, ASTM B-32* | Typischer Wert des neuen Lots (Gew.-%) | Maximaler Grenzwert (Gew.-%) |
|---|---|---|---|
| Sb | * | 0.010 | * |
| Cu | 0.080 | 0.010 | 0.25** |
| Au | - | 0.001 | 0.08*** |
| CD | - | 0.001 | 0.005*** |
| Zn | 0.005 | 0.001 | 0.005*** |
| Al | 0.005 | 0.003 | 0.006* |
| Als | 0.030 | 0.020 | 0.030 |
| Fe | 0.020 | 0.001 | 0.020 |
| Bi | 0.250 | 0.006 | 0.250 |
| In | - | 0.007 | - |
| Ni | - | 0.002 | - |
| Ag | - | 0.002 | 0.100 |
| Pb | 0.080 | 0.010 | 0.060 |
*Gilt für (0,20–0,50) Gew.-% Sb; ansonsten bis zu 0,12 Gew.-%.
**Cu-, Au-, Cd-, Zn- und Al-Verunreinigungen dürfen 0,30 % nicht überschreiten (warm bei 250 Grad).
Tabelle 2.14: Vergleich der Verunreinigungsgrenzwerte in Lotlegierungen: Japan JIS-Z-3282, US MIL Standard und China YB-568 (%)
| Verunreinigungselement | Japan JIS-Z-3282-1972 A Grade (Gew.-%) | Japan JIS-Z-3282-1972 B-Qualität (Gew.-%) | US-MIL (Gew.-%) | China YB-568 (Gew.-%) |
|---|---|---|---|---|
| Sb | <1.0 | <0.30 | <10 | 0.2 ~ 0.5 |
| Cu | <0.08 | <0.05 | <0.03 | <0.08 |
| Bi | <0.05 | <0.05 | 0.25 | 0.1 |
| Zn | <0.005 | <0.005 | <0.005 | 0.002 |
| Fe | 0.35 | <0.03 | <0.02 | 0.02 |
| Al | <0.005 | <0.005 | <0.005 | 0.005 |
| Als | <0.03 | <0.03 | <0.03 | 0.05 |
2) Der Einfluss von Metallverunreinigungen auf die physikalischen Eigenschaften von Zinn-Bleilot
Im Lot sind häufig Spuren anderer Metalle als Verunreinigungen vorhanden. Einige Verunreinigungen sind harmlos, andere können bereits in geringen Mengen verschiedene negative Auswirkungen auf den Lötprozess und die Leistung der Lötverbindung haben. Im Allgemeinen hängt die Wirkung von Verunreinigungselementen im Lot von der festen Löslichkeit des hinzugefügten Metallelements in der Zinn- oder Bleiphase ab. Wenn intermetallische Verbindungen entstehen, hängt die Wirkung auch von der Bildung dieser intermetallischen Verbindungen ab. Die Bildung fester Lösungen erhöht den spezifischen Widerstand (z. B. durch Zugabe von Wismut und Mangan), während die Bildung intermetallischer Verbindungen den spezifischen Widerstand des Lots verringert (z. B. durch Zugabe von Kupfer).
3) Der Einfluss von Verunreinigungen auf die Benetzung
Verunreinigungen wie Zink und Aluminium sind schädliche Verunreinigungen. Selbst bei einem Gehalt von 0,001 % können sie das Aussehen von Lötstellen verschlechtern und die Benetzbarkeit und Fließfähigkeit erheblich beeinträchtigen, was das Wellenlöten erschwert. Zu den Metallverunreinigungen, die sich direkt auf das Löten auswirken, gehören Kupfer, Gold, Zink und Aluminium. Diese Verunreinigungen können beim Eintauchen in die Lotwelle zu einer Erosion des Grundmetalls führen, was zu Lötfehlern wie „Brückenbildung“ und „Spitzenbildung“ führen kann.
Spurenmetallverunreinigungen, die in Zinn-Bleilot eingearbeitet werden, verändern die Oberflächenenergie der resultierenden Legierung und beeinflussen somit deren Benetzungseigenschaften, wie in Abbildung 2.22 dargestellt. Beim Wellenlöten ist der Einfluss von Verunreinigungen auf die Benetzbarkeit von besonderer Bedeutung für effektive Wellenlötergebnisse.

Darüber hinaus beeinträchtigt das Vorhandensein von Zinn-Bleioxidrückständen, Gasen und nicht-metallischen Einschlüssen im Lot auch erheblich die Leistung des Lots, eine Tatsache, die oft übersehen wird. Vakuum-geschmolzenes Lot aus vakuum-geschmolzenem Zinn und Blei weist die besten Diffusionseigenschaften auf.
4) Der Einfluss von Verunreinigungsmetallen auf die Lötleistung
Die Hauptbestandteile des beim Wellenlöten verwendeten bleihaltigen Lots sind Zinn und Blei. Darüber hinaus enthält es Spurenelemente, die als Verunreinigungen gelten. Der Einfluss der wichtigsten beim Wellenlöten vorkommenden Verunreinigungsmetalle auf die Lötleistung ist in Tabelle 2.15 dargestellt.
Tabelle 2.15: Auswirkungen von Verunreinigungselementen im Lot auf die Schweißleistung
| Verunreinigungselement | Mechanische Eigenschaften | Benetzbarkeit/Lötbarkeit | Änderungen der Schmelztemperatur | Andere Effekte |
|---|---|---|---|---|
| Blei (Pb) | Die Zugfestigkeit nimmt zu, die Duktilität wird spröde | Hohe Benetzbarkeit, reduzierte Fließfähigkeit | Engerer Schmelzbereich | Erhöhter elektrischer Widerstand |
| Wismut (Bi) | Wird spröde | Reduzierte Fließfähigkeit und Benetzbarkeit; anfällig für Brückenbildung und Spitzenbildung | Niedrigerer Schmelzpunkt | Risse bei Temperaturwechsel, Glanzverlust |
| Zink (Zn) | Die Kraft nimmt zu | Schwierig zu handhaben | Höherer Schmelzpunkt | Poröse Oberfläche, grobe Körnung, Glanzverlust |
| Eisen (Fe) | Reduzierte Haftfestigkeit | Reduzierte Fließfähigkeit | Höherer Schmelzpunkt | Magnetische Eigenschaften |
| Aluminium (Al) | Spröde und hart | Extrem geringe Fließfähigkeit; in einigen Fällen keine Benetzung | Bildet blasen- oder nadelartige Kristalle mit rauer Oberfläche | Leicht oxidierbar, ätzend, Glanzverlust |
| Phosphor (P) | Kleine Mengen erhöhen die Fließfähigkeit | - | - | Dunkle Farbe |
| Cadmium (Cd) | Wird spröde | Schlechte Benetzbarkeit, verminderte Fließfähigkeit | Größerer Schmelzbereich | Poröses, weißes Aussehen |
| Arsen (As) | Spröde und hart | Erhöhte Viskosität; anfällig für Brückenbildung und Spitzenbildung | Höherer Schmelzpunkt | Bildet körnige oder niedrig{0}}schmelzende Verbindungen |
| Antimon (Sb) | Wird spröde | Reduzierte Lötleistung | Höherer Schmelzpunkt | Bildet blasige Kristalle |
| Silber (Ag) | Über 5 % neigen dazu, Gas zu produzieren | Erfordert aktives Flussmittel | Höherer Schmelzpunkt | Erhöhte Hitzebeständigkeit |
| Gold (Au) | Wird spröde und verringert die mechanische Festigkeit | Glanzverlust | - | Weißes Aussehen |
