Dr.-Ing. Helmut  Schweigart, Zestron

Die Klimasicherheit von elektronischen Baugruppen wird zunehmend anspruchsvoller. Die Gründe dafür sind die immer härteren Bedingungen unter denen elektronische Geräte zum Einsatz kommen sowie die höhere Empfindlichkeit der elektronischen Bauelemente und Baugruppen. Das gilt bereits bei den heutigen Baugruppen mit Zinn-Blei-Lötverbindungen. In der bleifreien Technik kommen neue Anforderungen hinzu.

Zwei Faktoren sind bei der Klimabetrachtung ausschlaggebend:  die Luftfeuchtigkeit und die elektrochemische Migration. Ab 60% Luftfeuchte bildet sich ein Film auf den Baugruppen: Bei Luftverunreinigungen setzt dies bereits früher ein. Die Zersetzungsspannung von Wasser beträgt
1,6 V. Damit verschieben sich bei den empfindlichen Elektronikschaltungen die elektrochemischen Potentiale erheblich.

Im bleifreien sowie auch im bleihaltigen Prozess sind die Bedingungen gleich.
Der Fehlermechanismus liegt im Dendritenwachstum, welches sich unterschiedlich nach den Feldbedingungen und der Feuchtigkeit ausbildet. Im funktionellen Betrieb der Baugruppe können die Dendriten schnell abbrennen, wodurch die Funktion der Baugruppe wieder gewährleistet ist.
Besonders anfällig sind mit silberhaltigen Materialien verarbeitete elektronische Baugruppen.

Die große Affinität von Silber fördert die Ionenbildung und damit die elektrochemische Migration. Diese Migration lässt sich mit einer guten Reinigung der Baugruppe einschränken. Ebenfalls verbessern lässt sich die Situation durch den Einsatz von SnAgCu- Loten.

Durch verschiedene Aktivatoren aus der Umwelt kann sich der Oberflächenwiderstand verändern und hat damit einen direkten Einfluss auf die Kriechstromfestigkeit der Baugruppe. Im Umwelttest ist die ionische Kontaminierungsmessung ein Wert für die Kriechstromfestigkeit. Baugruppen, die in Umgebungen mit Feuchtigkeit zum Einsatz kommen, brauchen unbedingt eine Schutzbeschichtung.

Unterlagen komplett als Download (für Mitglieder):