von Gerjan Diepstraten, Vitronics Soltec

• Für die bleifreien Lötprozesse lassen sich fünf Hauptaussagen zusammenfassen:
• Die Laminate sind gegen die höheren Temperaturen anfälliger
• Alle bleifreien Leiterplattenoberflächen können Lötfehler verursachen: einige neigen schnell zur Oxydation
• Die Auswahl der Komponenten ist sehr wichtig
• Die Chemie der Flussmittel muss den höheren Temperaturen angepasst sein
• Die Verwendung einer Schutzgasatmosphäre ist nicht zwingend, hat aber Vorteile bei der Benetzung.

Fehler im Bleifreien ‐ Lötprozess lassen sich oft zurückzuführen auf Leiterplattenmaterial, Oberfläche, Bauteile und die Lotlegierung. Während des Lötprozesses werden Gase aus dem Basismaterial freigesetzt, die in der Herstellung eingeschlossen werden, bzw. durch Feuchtigkeitsaufnahme entstehen können. Daher ist beim bleifreien Prozess auf trockene Lagerung zu achten. Brückenbildung, freie Lötstellen und Lotspitzen lassen sich mit entsprechen Layoutmaßnahmen verhindern. Weitere Möglichkeiten sind aktiviere Flussmittel und das Löten unter Schutzgas. Die Lötperlenbildung ist im bleifreien Prozess stärker ausgebildet, weil Perlen am heißen Lack hängen bleiben. Abhilfe kann ein entsprechender Stopplack schaffen. Die Bauteile müssen für die höheren Löttemperaturen geeignet sein. Andernfalls können Popcorning, das Aufplatzen von Kunststoffgehäusen, oder das Verformen von Kunststoffumhüllungen und Delamination an Vielpolbauteilen sein.

Die Benetzungseigenschaften von bleifreien Lotlegierungen sind schlechter als die der bleihaltigen Lote: Höhere Temperaturen und längere Benetzungszeiten sind notwendig, können aber auch die Bauteile schädigen und Pad Lifting bzw. Fillet Lifting verursachen. Die konstruktive Ausbildung der Wellendüse in der Wellenlötanlage kann die Benetzung signifikant verbessern. Im Reflow ‐ Lötprozess muss die Paste eine entsprechende Formfestigkeit über eine Zeiteinheit aufweisen. Auch hier gelten die etwas schlechteren Benetzungseigenschaften, die sich mit der Auswahl der Flussmittel verbessern lassen. Die automatische Zentrierung der Bauteile ist im bleifreien Prozess nicht gegeben.

Voids können die elektrische und thermische Leitfähigkeit beeinträchtigen. Die Ursache sind Ausgasungen der Lotlegierung während des Lötprozesses. Hierbei muss vor allem das Vermischen von SnPb ‐ Balls mit bleifreier Paste vermieden werden. Obwohl es zu einer physikalischem Verbindung der Balls mit der Paste kommt, findet eine gute intermetallische Vermischung nicht statt.

Vortragsort: BFE ‐ Jahrestagung 2007 bei E.G.O. Elektro ‐ Gerätebau GmbH, Oberderdingen

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