Dr.-Ing. Yun Jiang, Epcos

Epcos hat aktuell mehr als 80% seines Lieferprogramms umgestellt. Dazu wurde in zwei Stufen die Metallisierung der Anschlüsse auf Qualität und Zuverlässigkeit untersucht und dann in die Produktion eingeführt.

Die Bauteileanschlüsse haben eine matte galvanische Reinzinnoberfläche und sind meist mit einer Nickelsperrschicht versehen. Für die Anbindung der Drähte an die Gehäuseanschlüsse wird ein Reinzinnlot verwendet; zur Verbindung zwischen Leiterplatte und Leadframe ein SnCu-Lot.
Zur Qualifizierung der Bauteile wurde der Lötbarkeitstest nach IEC 68-2-58 CD, G3 mit einem SnAgCu-Lot durchgeführt. Typisch ist, dass die Oberflächen nicht glatt und matt aussehen.

Die Alterungs- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen wurden ebenfalls nach den IEC 68-Vorgaben durchgeführt. Die Ergebnisse sind für Reinzinn und den SnAgCu-Legierungen zufriedenstellend. Für die SnCu-Lote sind die Untersuchungen noch nicht abgeschlossen.
Maßnahmen, um die Whisker-Bildung vollkommen zu vermeiden, gibt es nicht. Die Whisker-Bildung lässt sich jedoch mit einer Nickelsperrschicht und einer Mattzinn-Oberfläche der Anschlüsse einschränken. Weitere Möglichkeiten sind:

• Das Auftragen einer Zinnoberfläche durch Tauch- oder Wellenlöten,
• Das Aufschmelzen der elektrolytisch abgeschiedenen Beschichtung und
• Stress und Druck an der Lötstelle ist vermeiden.

Das Kunststoffmaterial für die Bauteilegehäuse muss eine Temperatur von 250°C für den bleifreien Prozess überstehen. Auch das bisher verwendete Isolationsband ist nicht temperaturstabil. Einige Vergussmaterialien bauen bei den hohen Temperaturen Drücke auf und sprengen das Gehäuse. Daher verwendet Epcos Materialien, die speziell für die hohen Löttemperaturen qualifiziert sind.

Der heutige Stand lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Lötbarkeit und Zuverlässigkeit der RoHS-konformen Bauteile ist gut; Das Whisker-Risiko wird beherrscht; Der thermische Stress auf die Bauteile ist kritisch ist; Die Kosten der Bauelemente sind gestiegen.

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