Thomas Kolossa, Balver Zinn

Für die HAL-bleifrei-Leiterplattenoberfläche sprechen eine kompakte Lötoberfläche, vergleichbare Verarbeitungseigenschaften wie Standard-HAL und 12 Monate Lötfähigkeitsgarantie. Dem stehen diese Nachteile gegenüber: eine hohe Streuung der Schichtdicke, ein hoher thermischer Materialstress und erhöhte Dimensionsveränderungen sowie ein Kupfer-Abtrag bis 4 µm.
Die bleifreie Heißluftverzinnung mit dem Produkt SN100CL ist identisch mit der von SN100C. Für SN100CL wird eine Legierung mit geringerem Kupfer-Anteil und höherem Nickel-Anteil eingesetzt. Der Grund dafür ist die höhere Ablegierung von Kupfer im Verzinnungsprozess.

Im Unterschied zum SnCu-Lot wird durch die zusätzliche Mikrodotierung von Nickel eine bessere Mikrostruktur erreicht. Damit erhält die Fügestelle ein glänzendes Aussehen. Zugleich wird eine stabile Grenzfläche erreicht – auch bei Alterung. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass sich der Kupferabtrag im Prozess wesentlich verringert.
Die Nickel-Phasenstabilisierung sorgt auch nach längerer Zeit und mehreren Prozessdurchläufen für eine gute Lötbarkeit der Oberfläche. Eine Lagerzeit von 12 Monaten wird garantiert. Durch die im Gegensatz zu den SnPb-Loten größere Oberflächenspannung der SnCuNi-Legierung ist die im HAL-Prozess aufgebrachte Zinnschicht wesentlich gleichmäßiger – allerdings nicht vollkommen eben.
In Vertikalanlagen werden Schichtdicken auf der Leiterplatte von 1,2 bis 20 µm und in den Durchkontaktierungen bis 50 µm erreicht. In Horizontalanlagen lassen sich dagegen nur Schichtdicken von 1,2 bis 15 µm und in den Durchkontaktierungen von 30 µm erzielen.

Auf der HAL-Bleifrei-Oberfläche lassen sich SAC-Lote ohne Einbußen der Zuverlässigkeit löten. Auch im herkömmlichen SnPb-Prozess sind keine nachteiligen Ergebnisse bekannt. Die Lotpasten können wässrig und alkalisch gereinigt werden; Negative Einflüsse auf den Carbondruck gibt es nicht.
Nicht im HAL-Prozess verarbeiten lassen sich hochlagige Multilayer und HDI-Leiterplatten. Außerdem eignet sich diese Lötoberfläche nicht für das Aluminium- und Golddrahtbonden.

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