Lösungskonzeptionen der Pb-frei Implementierung

Abstract:
Es wird der bekannte internationale Entwicklungsstand Pb-freier Lote, die Prozessanforderungen Reflowlöten/Wellenlöten/Selektivlöten bei der Auswahl Lotwerkstoff, die Anforderungen an Bauteile/Leiterplatten aus der Sicht thermischer Grundlasten Pb-freies Verbindungslöten, Bauelemente-/Leiterplatten-Finishes, Qualifikationsanforderungen, verbindungstechnische Charakterisierung Pb-freier Produkte, Inspektionsund Akzeptanzkriterien, Testmethoden zur Analyse der Verfahrens- und technischen Zuverlässigkeit am Beispiel von Elektronikbaugruppen besprochen. Die Entwicklung neuartiger, Pb-freier Weichlotlegierungen wird neben dem Aspekt der Umweltverträglichkeit maßgeblich aus Gründen der Zuverlässigkeit voranzutreiben sein. Die Nachweismethoden der Verfahrens- und technischen Zuverlässigkeit müssen in ihrer Adaptionsfähigkeit den bisher applizierten Testmethoden gegenüber gestellt werden, um die Akzeptanzkriterien mit denen konventioneller Baugruppen zu vergleichen und ggf. neuartige Schädigungsmerkmale zu identifizieren, die dann in die Strategieplanung der Testmethoden einfließen müssen. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Gewährleistung der Funktionalität von Weichlötverbindungen bei der Betriebstemperatur T <_ 125 °C (Consumer, Industrial Solutions, Automotive). Künftige Anforderungen bis T = 150 (175) °C sind gleichfalls zu berücksichtigen. Hierbei wird vorausgesetzt, das die Zusatzwerkstoffe eine Verarbeitung der Standard- Bauelemente und Schaltungsträger ermöglichen. Da deren maximale Belastungstemperatur 260 °C für 10 s (JEDEC) beträgt, dürfen während des Lötprozesses diese thermische Lastgrößen nicht überschritten werden. Die Qualifikationsanforderungen an Pb-freie Lotpasten sind zu definieren und dem jeweiligen Produktcluster zuzuordnen. Zudem sind Kenntnisse des Grenzflächenverhaltens in Hinsicht auf verstärkte Phasenbildung und Ablegierreaktionen aufgrund der neuen Stoffzusammensetzungen und erhöhten Fertigungs- und Einsatztemperaturen zwingend erforderlich. Zur Ermittlung der Zuverlässigkeit von Flachbaugruppen für High Temperature-Applikationen, mit Hilfe üblicher und/ oder verschärfter Prüfmethoden, sind die Akzeptanzkriterien neu zu definieren. Ergänzend ist die zusätzliche Belastung der Lötverbindungen durch verlustleistungsbedingte Temperaturerhöhung aktiver Bauelemente zu berücksichtigen und zu untersuchen.