Prakt. Met. Sonderband 38 (2006) 355 
> was too GRÜNE ELEKTRONIK: 
g cooling Material- und Fehleranalyse an bleifreien Lotverbindungen 
Katja Reiter, Mario Reiter 
Fraunhofer Institut flr Siliziumtechnologie 
, that the 
here etc.) Kurzfassung 
r another Am 1.7.2006 trat das Stoffverbot (RoHS-Verordnung) in den Mitgliedsstaaten der 
Europäischen Union sowie in China in Kraft. Das bedeutet u.a., dass aus 
umweltpolitischen Griinden z. B. Consumerelektronik (Handys, Fernseher, Computer) 
oder weiße Ware (Kühlschränke, Waschmaschinen) nur noch mit bleifreien Loten gefertigt 
werden dürfen. Die bleifreie Elektronikfertigung erfordert ein komplettes Umdenken aller 
am Entwicklungs- und Herstellungsprozess beteiligten Instanzen (Einkauf, Entwicklung, 
e of plate Fertigung, Qualitätssicherung, Vertrieb und Management). Zur Bewertung der bleifreien 
Lötverbindungen werden die klassischen Verfahren der Metallographie, Rasterelektronen- 
made of mikroskopie, Röntgenprüfung sowie Ultraschallmikroskopie herangezogen. Diese Analyse- 
Methoden müssen auf die geänderten Gegebenheiten angepasst werden, damit die neuen 
aung von Fehlermechanismen detektiert und dargestellt werden können. 
Aus dem Gesamtspektrum dieses Problemfeldes werden einige typische Fallbeispiele 
rn”. 38. dargestellt. Mit diesen Beispielen werden die neuartigen Effekte gezeigt und Möglichkeiten 
aktischen der Optimierung der Produktqualität und -zuverlässigkeit vorgestellt. 
diagram”, 
1.Einleitung 
rf, 1956 
Park OH Die Kernproblematik beim bleifreien Léten ist die damit einhergehende drastische 
. Erhöhung der Schmelztemperatur um fast 40 Kelvin. Dies verschärft den Hauptkonflikt 
bonding zwischen dem Warmebedarf der Baugruppe und der Létwarmebestandigkeit der Bauteile 
ence and und Leiterplatten. Bild 1 zeigt die prinzipiellen Anderungen des Reflowlétprofils bei 
Verwendung bleifreier Legierungen. Erhöht man die Arbeitstemperatur entsprechend des 
1g pulsed Schmelzpunktes der bleifreien Legierungen, erreicht man die thermischen Grenzen der 
logy 200, Bauteile und der Leiterplatten. Um mögliche Schädigungen zu vermeiden, (Minimierung 
son zone der Peaktemperatur) muss die Lötzeit und die Vorheiztemperatur erhöht werden 
3 Science „Quelle: ker 
Peak temp. Peay ome 
JER 210~225C Ssec. = 
Bild1: Anderungen des Reflowldtprofils bei Verwendung bleifreier Legierungen