Torsten Schmidt, ZAVT Lippstadt

Eine hohe Prozesssicherheit beim bleifreien Löten bietet die Gewähr für qualitativ gute Baugruppen.
Für den SMD-Prozess haben die Anlagenhersteller die notwendigen Voraussetzungen geschaffen. Im bleifreien Lötprozess ist das Prozessfenster kleiner geworden. Erstens durch die höheren Schmelztemperaturen der Lote und zweitens durch die Temperaturbeständigkeit und dem MSL-Level der Bauelemente.
Kritisch sind die Sn-Oberflächen der Leiterplatten zu betrachten. Das Zunehmen der intermetallischen Phase durch längere Liegezeiten und den hohen Temperaturen während der Prozessschritte kann zu Lötproblemen führen.
Im Bleifrei-Prozess können sich vermehrt Lotperlen bilden, in den Loten können Spannungsrisse entstehen und es steigt die Bildung von Voids. Die Benetzungseigenschaften können durch die Verwendung von Schutzgasatmosphäre verbessert werden.

Im THT-Prozess sind Tunnelanlagen durch eine bessere Vorheizung im Vorteil. Eine Schutzgasatmosphäre ist zu empfehlen. Um einen guten Lotdurchstieg zu erreichen sind in vielen Fällen Designänderungen der Leiterplatte notwendig. Zudem ist die Temperaturfestigkeit von Kunststoffteilen zu beachten.
Als Fehler (nur im Schliff zu erkennen) kann Pad- und Fillet-Lifting auftreten. Schlechte Lotdurchstiege und Voidbildung werden im Schliffbild sichtbar.

Für das Leiterplattenmaterial gilt, dass vermehrt Harzrückzieher (sind zulässig) auftreten. Feuchtigkeit im Laminat verursacht Delaminationserscheinungen besonders bei Mehrfach-Reflow-Lötungen. Weiterhin sind Ausgasungen des FR4-Laminates und der Stopplacke möglich.
Um die Prozessführung zu beherrschen und damit Fehler zu vermeiden sind Schulungen der Mitarbeiter unerlässlich. Zuverlässigkeitsbewertungen sind vom Prozess, vom Material und von der Anwendung stark abhängig.

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