Prof. Werner Jillek, FH Nürnberg, Prof. Jürgen Villain, FH Augsburg

Erste Ergebnisse der Metallografie an den Baugruppen des W5-Projektes vor: nach 0, 1000, 2000, 3000 und 4000 Zyklen. Für die Keramikvielschichtkondensatoren C1206 wurde die äußere Beschaffenheit der Lötverbindungen untersucht. Ergebnis: Die Lotoberfläche der bleifreien Loten erscheint bei 1000 Zyklen vergleichbar mit SnPb, bei 2000 Zyklen teils fortgeschrittener, bei 3000 bis 4000 Zyklen stärker als bei SnPb degradiert.

Die C1206-Schliffbilder zeigen bei SnAgCu gegenüber den Loten SnCu und SnCuNi typische Unterschiede: Die Lotlegierung SnAgCu beansprucht beim Zykeln ähnlich dem SnPb-Lot die C1206-Keramikkörper deutlich härter als die bleifreien Lote SnCuNi und SnCu. Es scheint, dass auch hinsichtlich der Zykelfestigkeit die Lote SnCuNi und SnCu besser abschneiden: Ab 3000 Zyklen funktioniert die elektrische Verbindung in der Regel noch, obwohl die äußere Beschaffenheit der Lotverbindungen dies nicht erwarten lässt. Die bleifreien Lotfüllungen zeigen ab etwa 3000 Zyklen starke Formveränderungen, weit stärker als SnPb-Lotfüllungen („Zerformung“). Soweit die Ergebnisse bisher erkennen lassen, haben die Leiterplattenoberflächen nur einen untergeordneten Einfluss.
Für die Keramikvielschichtkondensatoren C0603, C0805, C1812 war die beim C1206 festgestellte Bruchempfindlichkeit nicht erkennbar.

Bei den robusten Minimelf-Bauformen steht die Belastbarkeit der Lotwerkstoffe im Mittelpunkt. Hier ist Zinn-Blei allen untersuchten bleifreien Loten überlegen. Es zeigen sich nur graduelle Unterschiede zugunsten des SnCu, auch SnCuNi. Das gilt auch für den C1812/big pad mit deutlichen Unterschieden zugunsten der bleifreien Lote SnCu und SnCuNi; die Überlegenheit des SnPb-Lot tritt zurück.
Beim Tantal-Elko ändern sich die Verhältnisse: Hier ist die Degradation der SnAgCu-Lötverbindungen gleichwertig oder sogar etwas geringer als bei den Lötverbindungen mit SnCu und SnCuNi; Das SnPb-Lot zeigt wieder die deutlich besseren Resultate. Die Aussagen für die Minimelfs und Tantal-Elkos beziehen sich bisher nur auf die Leiterplattenoberfläche OSP.
 

Unterlagen komplett als Download (für Mitglieder):