Das Ziel beim Einsatz eines Flussmittels ist natürlich immer eine gleichmäßig gute Verzinnung durch bleihaltige oder bleifreie Lote. Dabei muss die Verzinnung so steuerbar sein, dass nur eine definierte Länge der Litze verzinnt wird. Die eventuell vorhandenen Flussmittelreste dürfen keinerlei Wirkung auf den späteren Einsatz des Endproduktes haben, beispielsweise durch Korrosion oder durch einen niedrigen elektrischen Oberflächenwiderstand (SIR). Des Weiteren ist es wichtig, dass die eingesetzten Flussmittel nicht in die Kabel- und Litzenumhüllung eindringen, da sonst die Litzen und Drähte korrodieren könnten. Zudem kann in diesem Fall die Umhüllung der Kabel beschädigt werden.

Die Flussmittel müssen dabei den Temperaturanforderungen des jeweiligen Prozesses genügen. Sollte das Lotbad bei höheren Temperaturen gefahren werden, müssen die Flussmittel aktiv bleiben. Dieses wird insbesondere dann wichtig, wenn die Litzenumhüllungen im Lötprozess „abgebrannt“ werden.

Flussmittel müssen verschiedenartige Standard-Anforderungen abdecken

Der Flussmittel-Hersteller Emil Otto Flux- und Oberflächentechnik hat eine Reihe von Flussmitteln entwickelt, die speziell auf die Anforderungen der Kabel-Konfektionierung zugeschnitten sind. Zu den bewährten Flussmitteln, die halogenfrei und somit weniger kritisch hinsichtlich der Korrosion und des Oberflächenwiderstandes sind, zählt das Flussmittel PM-334. Es ist harzarm und hat ein sehr breites Einsatzspektrum. Aber auch andere Flussmittel sind für die Kabel-Konfektionierung geeignet, wie die Flussmittel HR-D/110 und SSK-15. Beide sind halogenfrei mit einem erhöhten Harz- oder Feststoffanteil; beide haben ein sehr breites Prozessfenster und können deshalb über einen großen Temperaturbereich verwendet werden.

Wenn das Abtropfen des Flussmittels unerwünscht ist, dann sollte ein pastöses, halogenfreies Flussmittel (Lötfett) wie Neo Cordyn eingesetzt werden. Es ist halogenfrei, somit korrosionsarm und hat sehr gute Löt-Eigenschaften.

In einigen Anwendungsfällen, insbesondere beim Einsatz anoxidierter Materialien, muss die Aktivierung verstärkt werden. In diesem Fall muss ein Flussmittel mit höherer Aktivierung ausgewählt werden, was sich durch eine andere Zusammensetzung oder einen höheren Feststoffanteil erzeugen lässt. Reicht die Erhöhung der Aktivator-Menge nicht aus, sind Flussmittel mit einem höheren Halogen-Anteil einsetzbar. Halogene erhöhen allerdings das Risiko von Korrosion und Kriechströmen. Das Unternehmen hat daher eine Lösung erarbeitet, die dieses Risiko wieder verkleinert: „Durch eine entsprechende Rezeptur des Flussmittels werden die halogeniden Bestandteile im Löt-Prozess abgebaut. Dadurch kann das Risiko minimiert werden“, erklärt der Diplom-Chemiker Wilfreid Berke, IPC-Spezialist und technischer Vertriebsberater des Unternehmens.

Spezial-Flussmittel für nicht-metallische Substrate entwickelt

Neben den Standard-Flussmitteln hat das Unternehmen in den vergangenen Jahren eine große Anzahl von Spezial-Flussmitteln auf Kundenwunsch entwickelt, etwa für das klassische Weichlöten, die auf einer Mischung aus Zinkchlorid/Ammoniumchlorid basieren. Diese Flussmittel werden beim Verzinnen von Glasdurchdringungen in der Sensor-Fertigung eingesetzt. Weiterhin hat das Unternehmen Flussmittel entwickelt, die auch für das Löten auf Keramik-Substraten (Sensor-Fertigung) geeignet sind.

Bei dünneren Litzen war die Verzinnung nicht mehr ausreichend

ES&S Solutions aus Viersen am Niederrhein ist ein mittelständischer Anbieter von maßgeschneiderten Kabel-, Platinen- und Adapterlösungen für nahezu alle Anwendungen. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Verarbeitung von Steckverbindern und der Produktion von Kabelkonfektionen für LCD-Displays und anderen eigens entwickelten elektrischen Baugruppen. Das Unternehmen entwickelt und produziert auf die jeweiligen Anwendungen zugeschnittene Lösungen.

Das Löten von normalen Standardlitzen in AWG 24-28 war bei dem Kabelkonfektionär mit dem bislang eingesetzten Flussmittel gut möglich. Einige der Kunden benötigen jedoch dünnere Litzen, wie beispielsweise AWG 30. „In diesem Fall war unser ‚altes‘ Flussmittel nicht ausreichend, da es nicht genügend Lötzinn an der Litze zurückhalten konnte“, erklärt Volker Wehnen, PCB Sales Manager. „Daher mussten wir einen Lieferanten finden, der uns ein Flussmittel für diese Applikation anbieten konnte. Dabei war es uns wichtig, dass wir auch kleine Verpackungseinheiten abnehmen können.“

Die interne Qualitätssicherung des Kabel-Konfektionärs ergab, dass das neu eingesetzte Flussmittel ELM-KF 2052 von Emil Otto die höchste Löt-Qualität erzielte. Auf Grund des guten Preis-Leistungs-Verhältnisses entschied ES&S Solutions, dass nunmehr alle kundenspezifischen Kabelkonfektionen mit besonders dünnen Litzen nur noch mit diesem Flussmittel bearbeitet werden. Das Unternehmen strebt ebenfalls eine Qualitätsfreigabe für weitere Litzendurchmesser an, damit der Einsatz von Flussmitteln vereinheitlicht werden kann.

Dünne Litze gut verzinnt

Ein mittelständischer Kabel-Konfektionär, der mit seinem Flussmittel bei normalen Standardlitzen in AWG24-28 gute Löt-Ergebnisse erzielte, bekam bei dünneren Litzen wie AWG 30 unzureichende Löt-Ergebnisse: Das Flussmittel konnte nicht genügend Lötzinn an der Litze zurückhalten. Interne Tests zeigten, dass das Flussmittel ELM-KF 2052 von Emil Otto für diese dünneren Litzen die besten Ergebnisse lieferte und dabei sowohl preisgünstig als auch in Kleinstmengen von 1 Liter lieferbar war. Der Kabel-Konfektionär will damit jetzt eine Qualitätsfreigabe für weitere Litzendurchmesser erreichen, um den Einsatz von Flussmitteln zu vereinheitlichen.