Verfallsdatum / Haltbarkeit von Lötpaste

Montag, 21. November 2011, von Eric Bastow [Biographie ansehen]

Lötpaste besteht aus pulverisierter Lötlegierung, die in einem Flussmittelträger suspendiert wird. Es gibt eine Gruppe von Flussmittelinhaltsstoffen, die im Allgemeinen als "Aktivatoren" bezeichnet werden. Die primäre Aufgabe der Aktivatoren besteht nicht nur darin, die Oxide von den Oberflächen zu entfernen, auf die gelötet wird, sondern auch alle Oxide, die auf dem Lötpulver selbst vorhanden sind. Die Aktivatoren werden üblicherweise mit Hitze "aktiviert". Der Flussmittelchemiker wählt wissentlich Aktivatoren aus, die bei Raumtemperatur relativ untätig sind, bei Löttemperaturen aber sehr aktiv werden.  Der Aktivitätsgrad ist häufig direkt von der Temperatur abhängig.

Da das Flussmittel in direktem Kontakt mit dem Lötpulver ist, können die Flussmittelaktivatoren mit dem Lötpulver sogar dann interagieren, wenn die Lötpaste im Regal steht. Diese Aktivatoren können mit dem Puder "reagieren" und können die Puderoberfläche soweit "reinigen", dass die Lotpartikel "zusammenschweißen", vorausgesetzt man lässt ihnen genügend Zeit. Nun enthält die Paste also Klumpen von zusammengeschweißten Lotpartikeln, anstelle von freifließendem Puder. Diese Klumpen erhöhen häufig die Viskosität und können Schablonenaperturen und Dosiernadeln verstopfen. Aus diesem Grund verlangt der Pastenhersteller eine gekühlte Lagerung der Paste, um die maximale Haltbarkeit zu erreichen.


In der Regel kann man sagen, dass wasserauswaschbare Lötpasten häufig Aktivatoren besitzen, die aggressiver als die Aktivatoren in No-Clean und RMA-artigen Lötpasten sind. Die liegt daran, dass wasserauswaschbare Flussmittelrückstände abgewaschen werden. Man muss sich also keine Sorgen machen, dass das Flussmittel während der Lebensdauer des Produkts Korrosion verursacht. Auf der anderen Seite besitzen No-Clean-Flussmittel mildere Aktivatoren, da Flussmittelrückstände unbegrenzt auf dem Gerät verbleiben, und somit Korrosion die Leistung und Lebensdauer des Geräts beeinträchtigen würde. Aus diesem Grund haben No-Clean-artige Lötpasten typischerweise eine längere Haltbarkeit und sind gegenüber hohen Aufbewahrungstemperaturen toleranter als wasserlösliche/auswaschbare Lötpasten.

Normalerweise hat eine Lötpaste bei gekühlter Aufbewahrung eine Haltbarkeit von 6 Monaten. Mann kann sich fragen, was passiert, wenn die Paste für 2 Monate gekühlt wurde, dann auf Raumtemperatur aufgetaut wird, für 12 Stunden so verbleibt, und dann wieder gekühlt wird.... Ist sie dann noch immer 6 Monate haltbar? Diese Frage ist schwer zu beantworten. Dieselbe Frage könnte man sich bei einem verderblichen Lebensmittel stellen, das gekühlt werden muss, wie zum Beispiel Milch. Sagen wir, jemand kauft eine Packung Milch im Laden ein, deren Haltbarkeit in 5 Tagen abläuft. Nachdem sie zu Hause 2 Tage lang gekühlt wurde, lässt sie eines der Kinder für 3 Stunden auf der Arbeitsplatte stehen, bevor es jemand mitbekommt und sie zurück in den Kühlschrank stellt. Kann man davon ausgehen, dass die Milch die nächsten 3 Tage noch gut ist? Was ist, wenn sie 1 Stunde nicht im Kühlschrank war? oder 5 Stunden? Sie sehen, wie schwer die Fragen zu beantworten sind. Welchen Einfluss hat es auf eine 3 Tage alte, oder 3 Wochen alte, oder 3 Monate alte oder 3 Tage vor dem Verfallsdatum stehende Lötpaste, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist????? Die Antwort ist nicht vollständig bekannt. Für den Lötpastenhersteller ist es unmöglich jedes mögliche Szenario zu studieren, das einen Einfluss auf die Haltbarkeit der Paste hat.

Die beste und sicherste Herangehensweise ist, die Lötpaste sofort nach Erhalt zu kühlen und bei Gebrauch nur die Menge aufzutauen, die auch benötigt wird. Das Auftauen und wieder Kühlstellen der Pasten sollte so weit wie möglich verhindert werden, um die vollständige Haltbarkeit ausnutzen zu können.

Die Partikelgröße (Maschenweite) des Lötpulvers kann die Haltbarkeit ebenfalls beeinflussen. Je kleiner die Pulvergröße, desto größer ist der Oberflächenbereich des Pulvers pro Volumen oder Masse. Ein größerer Oberflächenbereich des Pulvers bedeutet mehr Oberfläche, mit der das Flussmittel reagieren kann, und mehr Oberflächenbereich zum Verschweißen. Deshalb kann es sein, dass eine Typ 3 Lötpaste mit einer Haltbarkeit von 6 Monaten, in Verbindung mit einem Typ 6 Lötpulver, nicht die vollen 6 Monate Haltbarkeit erfüllt, wenn sonst alles gleich ist.

Meistens sind Lötpastenhersteller konservativ, was das festlegen von Haltbarkeitsdaten betrifft. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass die Leistung einer richtig aufbewahrten Lötpaste 1 Tag nach dem Verfallsdatum zusammenbricht. Tatsächlich kann sie, je nach Paste, noch Monate nach dem Verfallsdatum zu gebrauchen sein.

Woher weiß man, ob die Lötpaste noch brauchbar ist? Dies kann ziemlich einfach bestimmt werden. Wie bereits erwähnt, ein Anzeichen für den Verfall einer Paste ist ein Anstieg der Viskosität. Man kann also einen einfachen Druck- oder Dosierungstest machen, um festzustellen, ob sie sich diesbezüglich noch immer ausreichend verhält. Ein weiterer Aspekt, der häufig darunter leidet, ist die Koaleszenz. Wenn sich das Flussmittel zersetzt, verliert es seine Fähigkeit Oxide auf dem Lötpulver ausreichend zu entfernen. Um den Verfall zu beurteilen, gibt man am besten eine kleine Menge Paste auf ein unbenetzbares Substrat, wie zum Beispiel ein Stück Keramik. Führen Sie einen Reflow der Paste durch und stellen Sie die Koaleszenz fest. Wenn die Koaleszenz gut ist, fließt die Lötpaste zu einem Ball, der von einer Flussmittelmasse umgeben ist, die relativ frei von nicht verschmolzenen Lotpartikeln ist. Wenn die Zersetzung der Paste erheblich fortgeschritten ist, verschmilzt die Paste nicht gut und es befindet sich eine erhebliche Menge an nicht verschmolzenen Lotpartikeln in der Flussmittelmasse.

Schauen Sie sich bitte diese IPC-Testmethode an, um die Verbindungseigenschaften einer Lötpaste zu bestimmen.

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