von Michael Läntzsch, Balver Zinn
Bleifreie Lote bestehen zu mehr als 90% aus Zinn und haben ein größeres Schrumpfungsverhalten als Zinn ‐ Blei ‐ Lote. Beim Schrumpfen der bleifreien Lotlegierungen entstehen Mikrocracks, welche die Zuverlässigkeit allerdings nicht einschränken. Während des Lötprozesses besteht die Oberfläche von Lot größtenteils aus Zinnoxid. Um die Oxidbildung zu verhindern, sind für die Flussmittel neue Mixturen notwendig.
Eine umweltfreundliche Legierung für bleifreie Lötprozesse ist neben der Zinn‐Kupfer‐Legierung die Zinn-Kupfer‐Nickel‐Legierung (SN100C), der wenige ppm Nickel zugesetzt werden. Die wesentlichen Unterschiede zwischen der SnCu‐ und der SnCuNi ‐ Legierung sind: ein glänzendes Aussehen der Lötstellen, besseres Ablegierungsverhalten gegenüber Kupfer sowie eine größere Feinkörnigkeit der Fügestelle. Die Feinkörnigkeit unterstützt die guten mechanischen Eigenschaften.
Ein weiterer Vorteil der SnCuNi‐Legierung gegenüber SnCu ist das geringere Kupfer‐Leaching (Kupfer-Ablegierung) während des Lötprozesses. Gerade bei sehr dynamischen Vorgängen wie dem Selektivlöten ist der Kupferabtrag am größten. Dieses Verhalten ist besonders bei feinen Leiterbahnen auf der Baugruppe und beim Verzinnen von Feindrähten zu beachten.
Anwender müssen bei SnCu und SnCuAg‐Legierungen die Patentsituation in den USA und Japan beachten. Nicht nur der Werkstoff, sondern auch die Fügestelle unterliegt den Patentrichtlinien.
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