von Bernfried Fleiner, Schweizer Electronic AG

Maßgebend bei der Entwicklung der Leiterplattentechnik für die Bleifrei ‐ Technik sind:

• die Basismaterialien: Hier ist allein der Tg ‐ Wert ausschlaggebend, sondern vielmehr der Zusammenhang von Tg ‐ , Td ‐ , T206 ‐ Werten und den Ausdehnungskoeffizienten in X‐ ,Y‐ und Z‐Richtung.
• die Stopplacke, die temperaturbeständiger sein müssen.
• die Drucklacke, für die ebenfalls die Temperaturanforderungen zu beachten sind. Wobei hier keine Probleme zu erwarten sind.

Bei RoHS ‐ konformen Leiterplatten gilt es neben der bleifreien Oberfläche, außerdem die höheren Prozesstemperaturen, die Benetzungsfähigkeit und die Lagerzeiten zu beachten. Die höheren Prozesstemperaturen stressen die Leiterplatte wesentlich stärker. Als Folge können die Verwindung und Wölbung zunehmen, Delaminationen auftreten, der Durchstieg schlechter sein und die Zuverlässigkeit verringert werden.

Die Zuverlässigkeit wird bestimmt vom Materialverbund im Basismaterial und der Verbindung zwischen Basismaterial, Lötpad, Lot und Bauteil. Durch die hohen Temperaturen sind die Ausdehnungen des Basismaterials in X‐ ,Y‐ und Z‐Richtung zu beachten. Besonders die Ausdehnung in Z‐Richtung kann bei Mehrlagen‐Schaltungen zum Hülsenriss oder Pad Lifting (Ablösen des Pad vom Basismaterial) führen.

Langzeituntersuchungen der Zuverlässigkeit der Leiterplattenliegen bisher noch nicht vor. Die Aussagen beziehen sich auf Ergebnisse von Zykeltests und Untersuchungen der Scherkräfte. Problemfelder sind zurzeit noch die Verwindung und Verwölbung der Leiterplatte, eine Zunahme des Black‐Pad‐Effektes bei der Ni/Au‐Oberfläche und Durchstiegsprobleme bei Leiterplatten mit größerer Dicke.

Mit den RoHS ‐ konformen Leiterplatten haben sich die Anteile der Lötoberflächen verschoben. Die zurzeit favorisierten Lötoberflächen sind chemisch Zinn und chemisch Nickel/Gold.

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

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