Dr. Gundolf Reichelt, BFE

Erste Erkenntnisse aus dem BFE-Projekt W5 zum bleifreien Wellenlöten liegen vor und lassen sich in 12 Punkten zusammenfassen:

1. Es ist kein eindeutiges Ranking zur Lebensdauer in der Temperaturzykel-Festigkeit für die relevanten bleifreien Lote und im Vergleich zu Sn-37Pb erkennbar.
2. Bis zu >1000 Zyklen der oft angewendeten Zweikammer-Temperaturen +125/-40 °C degradieren alle bleifreien Lötverbindungen nur wenig. Ab 2000 Zyklen sind die  Degradationserscheinungen merklich und stellenweise auch am Rande des Funktionsrisikos.
3. Nicht bestätigt hast sich die Behauptung, dass die bleifreien Lötverbindungen, insbesondere die mit SnAgCu gefertigten, die Zykelfestigkeit gegenüber Zinn-Blei-Lot verbessern.
4. Praktisch rechnet man damit, dass je nach Lot und den Einflüssen die mit den bleifreien Lötverbindungen relativ zu SnPb erhaltenen Temperaturwechsel-Lebendauern in der Regel mindestens 50% der entsprechenden SnPb-Lebensdauern betragen.
5. Da man in den allermeisten Anwendungsfällen eine weit höhere Belastbarkeit der Lötverbindungen als die reale Belastung vorliegen hat, liegt man mit 50 % der SnPb-Referenz-Lebensdauer in der Regel immer noch völlig auf der sicheren Seite.
6. Wird die Belastbarkeit der Lötverbindung ausgeschöpft oder überschritten, sind konstruktive u/o schaltungstechnische Maßnahmen nötig.
7. Oft sind vorgeschriebene beschleunigte Qualifikationsprüfungen für Temperaturzykelstress kritischer und schwieriger zu erfüllen als die Feldanforderungen.
8. Bruchempfindliche Bauelemente (z.B. CMCs) können mit SnCu- oder SnCuNi-Lötverbindungen größere Lebensdauern als mit SnAgCu (und SnPb) erreichen.
9. Chancen zur Entwicklung von bleifreien Loten mit verbesserter Zykelfestigkeit ergeben sich nach bisherigen Ergebnissen bei Wismut- und/oder Indium-haltigen Legierungen.
10. Sn-58Bi (Voraussetzung: kein Blei vorhanden) hat eine hervorragende Zykelfestigkeit. Die Legierung eignet sich für Produkte, deren Dauerbetriebstemperatur  unter 100 °C liegt.
11. Für eine sichere Orientierung insgesamt fehlen noch ausreichend Fakten. Problematisch ist, , dass widersprüchliche Ergebnisse auftreten und deren oft Ursachen nicht erkannt werden.
12. Noch offen ist eine für die Elektronik geeignete werkstofftechnische Definition für die Zykelfestigkeit der Lötverbindungen, die den Bauelement-, Substrat-, Ausfallkriterium- und Zykluseinfluss berücksichtigt.

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