Da die Umweltvorschriften die Verwendung des Elements Blei bei der Herstellung von Leiterplatten verboten haben, waren die Unternehmen der Elektronik- und Verbindungstechnik gezwungen, ihre Technologien anzupassen.
Tatsächlich hatte Blei in zinnbasierten Lötlegierungen den Vorteil, den Schmelzpunkt dieser Materialien zu senken. Sein Wegfall in den neu eingesetzten Materialien führte dazu, dass die Betriebstemperatur des Herstellungsprozesses von Leiterplatten anstieg.
Die Herausforderung dieser Entwicklungen bestand daher darin, Lötpasten mit möglichst niedrigem Schmelzpunkt zu entwickeln und dabei die Vorschriften zur chemischen Zusammensetzung einzuhalten sowie das mechanische Verhalten zu beherrschen.
In diesem Zusammenhang herrscht heute nahezu Einigkeit zugunsten von Zinn-Silber-Kupfer-Legierungen.
Für die Industrie erfordert dieser Übergang von Sn-Pb-Materialien zu Sn-Ag-Cu-Materialien zunächst die Durchführung regelmäßiger Kontrollen der chemischen Zusammensetzung und der Schmelztemperatur der Lötlegierungen (durchgeführt jeweils mittels ICP-AES und DSC), vor allem aber die spezifische Entwicklung neuer Herstellungsbedingungen für Leiterplatten.
In diesem Rahmen ist die Durchführung umfangreicher Qualifizierungskampagnen von Lötverbindungen mittels mikrografischer Untersuchung (in der Regel mit Rasterelektronenmikroskopie REM-EDX) unerlässlich. Diese Untersuchungen bestehen darin, Lötverbindungen im Querschnitt zu betrachten (nach einer geeigneten metallografischen Präparation), um:
- eventuelle Defekte (z. B. Risse, Voids, …) zu identifizieren, die insbesondere auf eine unzureichende Material-/Prozesskompatibilität aus thermischer Sicht hinweisen,
- die mechanische Beständigkeit der durch Löten verbundenen Elemente zu bewerten, indem die intermetallischen Zonen und Schnittstellen begutachtet werden, die die Zuverlässigkeit der Verbindungen gewährleisten.
FILAB verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Umsetzung dieser Techniken und der Entwicklung spezifischer Verfahren und unterstützt Sie bei der Charakterisierung Ihrer Lötlegierungen sowie bei der Qualifizierung und Entwicklung Ihres Lötprozesses.
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