von Michael Jeremias, EADS Deutschland

Die IPC 9701 liefert die zulässigen Prozentsätze des Fehlerrisikos von Lötverbindungen. Für die kommerzielle Luftfahrt liegt der Wert mit 0,001% an der untersten Grenze. Zudem legt diese Richtlinie die Vorgaben für die bleifreien Lote, die Bedingungen für den Temperatur‐ und Leistungswechseltest und die Feuchtigkeitsbeanspruchung fest. Die JG‐PP, ein USamerikanischer Verband von ca. 60 Unternehmen und Behörden aus der Luft‐ und Raumfahrt hat ein Testprotokoll erstellt.

Der Test vergleicht die Zuverlässigkeit zwischen dem bleifreien Löten und dem Löten mit Zinn ‐ Blei. Betrachtet wurde:

• die Lötverbindung zwischen Bauteil und Leiterplatte,
• die funktionale Zuverlässigkeit unter Berücksichtigung der Klasse 3,
• die Produktion und die Nacharbeit,
• die Reparatur von Baugruppen gelötet mit bleihaltigen Loten durch bleifreie Lote.

Auf dem Testboard wurden Bauteile mit unterschiedlichen Bauformen und die Lotlegierungen SAC, SnCuNi und SACB (Wismut‐Legierung) eimngesetzt. Untersucht wurden alle Lötprozessvarianten, d.h. Bauelemente mit bleihaltigen Anschlüssen in Verbindung mit bleifreien Loten und umgekehrt. Die Tests wurden mit zwei Temperatur‐Zykelwerten von ‐ 20°C/80°C und ‐ 55°C/125°C durchgeführt und lieferten folgende Erkenntnisse:

• Die geringere Beständigkeit gegenüber dem thermischen Zykeltest spricht nicht gegen einen Einsatz von bleifreien Loten;
• Es sind Rechnungsmodelle zu schaffen, welche die Beschleunigungsfaktoren berücksichtigen;
• JG ‐ PP Studie hat nur die Fügestellen und nicht die Leiterplatten und Bauelemente betrachtet;
• Der Einfluss der Bleikontamination muss noch untersucht werden;
• Eine Drop In Lösung für SnPb ist zurzeit für die geforderten Bedingungen nicht vorhanden;
• Die SAC ‐ und SACB ‐ Legierungen sind nur bedingt einsetzbar;
• Für die Zuverlässigkeit muss das Zusammenspiel Bauelement, Leiterplatte und Lot gemeinsam betrachtet werden.

Vortragsort: 18. BFE ‐ Jahrestagung bei Vogel Business Medien, Würzburg

Unterlagen komplett als Download (für Mitglieder):