Je nach verwendeter Lotbasis gibt es Legierungen mit Schmelztemperaturen von Raumtemperatur bis weit über 1000 Grad C. Deshalb lassen sich auch für fast jede gewünschte Betriebstemperatur geeignete Lote finden, die die entsprechende Zuverlässigkeit aufweisen. Bekannt ist, dass für Anwendungen die eine hohe Festigkeit haben müssen, Hartlote bevorzugt werden, die eine Schmelztemperatur oberhalb von 450 Grad C aufweisen. Bei Konstruktionen mit Weichlötverbindungen, die sich bei mechanischer Belastung zwangsläufig durch das Kriechen plastisch verformen, muss dagegen unbedingt deren Zeitstandfestigkeit berücksichtigt werden. Aber auch innerhalb der Gruppe der Weichlote sind Legierungssysteme mit unterschiedlichsten Schmelzpunkten verfügbar. Einige der genannten Systeme sollten allerdings aus Gründen der Umweltverträglichkeit für moderne Baugruppen im Normalfall nicht verwendet werden. Dazu zählen vor allem die Kadmium- und Bleihaltigen Lote. Mit den bekannten Weichlotlegierungen lassen sich allerdings trotzdem nicht für alle Anwendungen der Hochtemperaturelektronik geeignete Lösungen finden. Zum einen liegt das daran, dass die Löttemperatur bei der Verarbeitung von Elektronikbaugruppen stark begrenzt ist. Die empfindlichen Bauelemente und Leiterplattenmaterialien lassen in der Regel nur Löttemperaturen von 250 Grad C bis maximal 260 Grad C zu. Die verwendeten Lotlegierungen müssen also deutlich unterhalb dieser Temperaturen schmelzen. Hinzu kommt, dass eine Lötverbindung nicht bis zur Schmelztemperatur des Lotes bzw. zur Auslöttemperatur der Verbindung zuverlässig beanspruchbar ist. Das wiederum ist in der signifikanten Abnahme der mechanischen Stabilität von Metallern und Metalllegierungen unterhalb ihres Schmelzpunktes begründet. Durch spezielle Lotwerkstoffe lassen sich aber Verbindungen herstellen, die auch bei höheren Betriebstemperaturen zuverlässig eingesetzt werden können. Diese Entwicklungsansätze weisen in eine Zukunft, in der in der Löttechnik auch Nano- oder sogar Piko-Technologien zum Einsatz kommen werden. Aktuelle Forschungsprojekte, wie z.B. das Projekt 'NanoFlux', befassen sich bereits heute mit diesen Entwicklungstrends. Dabei werden nicht nur Fortschritte für die Hochtemperatur-Lotwerkstoffe sondern auch für die Erhöhung der Zuverlässigkeit im Allgemeinen sowie bei der Miniaturisierung der Aufbau- und Verbindungstechnik erwartet.
Hochtemperatur-Lotwerkstoffe
High temperature brazing solders
2008
17 Seiten, 21 Bilder, 12 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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