Eric de Kluizenaar, Philips CFT

Die bleifreien Fertigungsprozesse müssen systematisch eingeführt werden. Der Grund: Die bleifreien Lote haben eine höhere Schmelztemperatur und die Lötstellen ein anderes Aussehen als Lötstellen mit Zinn-Blei‐Lot. Die zum Schmelzen erforderlichen höheren Löttemperaturen der bleifreien Legierungen Sn/Ag/Cu und Sn/Cu/Ni können Probleme verursachen und erfordern Neuanpassungen sowie die Regelung des Lötprozesses und das Aufrüsten der Lötanlagen.

Typische Probleme beim bleifreien Wellenlöten sind: Risse bei zu niedrigen Löttemperaturen, die vermehrte Auflösung von Kupfer in bleifreien Loten, Abriss gegen das Kupfer der Leiterplatte (Lift‐off), Risse in den Durchkontaktierungen während des Erstarrungsvorganges und ein schlechtes Eutektikum. Um diese Probleme zu vermeiden, ist für genügend Wärme an der Lötstelle zu sorgen, wobei ein guter Kompromiss zwischen optimalen Lötstellen und Hitzeschäden zu finden ist.

Typische Fehler im Reflow-Lötprozess sind: Bauteilschädigung bei  berheizung z.B. die Verformung thermoplastischer Bauteile oder die Delamination und Verwölbung von Leiterplatten, Verringerung der Lotpaste während der Vorheizung, Verringerung der Lötbarkeit von Substraten während des ersten Reflow ‐ Prozesses und Grabsteineffekt.

Eine Herausforderung stellen wie auch beim Löten mit Zinn‐Blei‐Lot komplexe Baugruppen dar. Um hier Schäden an den Gehäusen großer Bauelemente zu vermeiden, ist das Design von großer Wichtigkeit. Hinzu kommt die richtige Wahl des Temperaturprofiles, das sich durch Messung der heißesten und kältesten Stelle ermitteln lässt. Für die Bleifreie Technik müssen zudem neue Messmethoden gefunden werden.

Für die Inspektion der bleifreien Lötstellen sind Anpassungen an den AOI-Systemen nötig. Außerdem ist das Inspektionspersonal entsprechend zu schulen.

Bleifreie Oberflächen für Leiterplatten stellen keine Schwierigkeiten dar und sind in verschiedenen Technologien erhältlich. Zunehmend werden Bauteile mit Bleifreien Anschlüssen angeboten.

Achtung: In der Anfangsphase der Umstellung muss die Kompatibilität zwischen bleifreien und bleihaltigen Materialien gewährleistet sein.

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