Krätze beim Wellenlöten: Ursachen, Messung und Reduzierung
Die Krätze (engl. Dross) ist das Gemisch aus Oxiden und eingeschlossener metallischer Legierung, das sich auf der Oberfläche des Lotbads bildet. In Wellen- und Selektivlötanlagen ist sie nach den gelöteten Baugruppen der größte Posten im Lotverbrauch: Wer sie reduziert, senkt die Prozesskosten und verbessert die Qualität der Lötstellen. Dieser Leitfaden erklärt, woher sie kommt und wie man sie unter Kontrolle hält.
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Was ist Krätze
Wenn das geschmolzene Lot mit Luft in Berührung kommt, oxidiert das Zinn. Die Oxide schwimmen auf dem Bad und schließen viel noch brauchbare metallische Legierung ein, bis zu 90 Gewichtsprozent: Deshalb wiegt die Krätze viel mehr als die Oxide, aus denen sie besteht, und wer sie falsch abschöpft, wirft Lot weg.
Beim Wellenlöten ist die Bildung stärker als in einem ruhenden Bad: Die Welle erneuert ständig die mit der Luft in Kontakt stehende Oberfläche, und die Turbulenz zieht Oxide und Luft in die Legierung ein.
Die Hauptursachen
| Ursache | Warum die Krätze zunimmt | Was zu tun ist |
|---|---|---|
| Kontakt mit Luft | Mehr freiliegende Oberfläche und mehr Turbulenz bedeuten mehr Oxidation | Stickstoffatmosphäre, Welle ohne unnötige Turbulenzen einstellen |
| Badtemperatur | Die Oxidation nimmt mit der Temperatur zu | Mit der niedrigsten Temperatur arbeiten, die gute Lötstellen ergibt |
| Welle im Leerlauf | Die Oberfläche erneuert sich auch ohne Baugruppen | Welle in Pausen abschalten oder absenken |
| Legierung | Verschiedene Legierungen oxidieren unterschiedlich | Legierungen mit Germanium wie 99SnCuNiGe begrenzen die Oxidation; Germanium wird in der Krätze verbraucht und ist durch Analysen zu überprüfen |
| Abschöpfen der Krätze | Zu kräftiges Abschöpfen vermischt Oxide und Lot | Krätze ruhig abschöpfen und das Lot zurückfließen lassen |
So wird sie gemessen
Am einfachsten ist es, die abgeschöpfte Krätze pro Schicht oder pro Tag zu wiegen und ins Verhältnis zu den Betriebsstunden der Anlage oder zur Zahl der gefertigten Baugruppen zu setzen. Eine konsequente Aufzeichnung zeigt die Wirkung jeder Maßnahme, etwa einer niedrigeren Temperatur, von Stickstoff oder einer anderen Legierung, und macht Abweichungen sofort erkennbar.
Legierung, Stickstoff und Temperatur
Eine Stickstoffatmosphäre um die Welle oder die Selektivlötdüse verringert die Oxidation deutlich. Auch die Legierung spielt eine Rolle: Die 99SnCuNiGe enthält Germanium, das die Oxidation der Badoberfläche begrenzt; Germanium wird jedoch in der Krätze verbraucht, und sein Gehalt ist durch die Badanalyse zu überprüfen. Zum Vergleich der Legierungen siehe den Leitfaden SAC305, SAC0307 oder 99SnCuNiGe; zu den typischen Temperaturen die Tabelle der Schmelztemperaturen.
Rückgewinnung der Krätze
Krätze enthält viel rückgewinnbares Lot: Sie darf nicht als gemischter Abfall entsorgt werden. Dickmann nimmt Krätze und andere Produktionsrückstände zur Rückgewinnung zurück und analysiert die Lotbäder der Kunden anhand einer Probe von mindestens 250 Gramm. Siehe die Analyse- und Rückgewinnungsdienstleistungen und die Lotbarren für das Wellenlöten zum Nachfüllen.