362 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
Es gibt jedoch auch viele andere Whiskerformen, wie Bild 24 zeigt. Die
Whiskerproblematik (Wachstumsmechanismus) ist noch nicht vollstandig geklart. Oftmals
treten Whisker erst nach thermischen oder klimatischen Belastungen auf. Die möglichen
Einflussgrößen auf das Whiskerwachstum sind vielschichtig und komplex, z.B.
Beschichtungschemie (pH-Wert, Glanzbildner, Zusätze), Beschichtungsprozess
(Badtemperatur, Stromdichte, Aktivierungszusätze), Abscheidungscharakteristik
(Korngröße, Kornform, Zinnoxidausbildung, Schichtdicke, Kristallorientierung), Bulk-
/Substratmaterial (Material - Messing, Cu, Alloy42, Stahl), Herstellungsart (gestanzt,
gezogen, geätzt), Phasenbildung, Umgebungsbedingungen (Temperatur,
Temperaturzyklen, CTE Mismatch, Feuchtigkeit -Oxidation, Korrosion; äußere
mechanische Beanspruchungen). C
2.6 Zuverlassigkeit der bleifreien Lote :
Der Punkt der Loétstellenzuverlassigkeit bleifreier Lotlegierungen kann hier nur kurz
Erwähnung finden und nicht umfassend diskutiert werden. Auf Grund der höheren
Schmelztemperatur der bleifreien Lote arbeiten diese bei gleichen Umgebungs-
Bedingungen bei niedrigeren, homologen Temperaturen, was zunächst ein Vorteil ist.
Auch die höhere Kriechfestigkeit der bleifreien Lote wirkt einer Kriechverformung (Ursache
für die Degradation des Lotgefüges bei Temperaturwechselbelastung) entgegen. Die
Degradationsmechanismen sind jedoch andere als bei den bleihaltigen Loten. Die
klassische Gefügevergröberung und Rissbildung ist bei den bleifreien Loten nicht mehr
gegeben (Bilder 26/27). Durch die höhere Kriechfestigkeit und damit dem erhöhten
Widerstand gegen plastische Verformung bildet sich eine Vielzahl von kleinen Fehlstellen .
im Lotgefüge, die sich u.U. vereinigen und dann zur Schädigung führen können.
Die geringere Lotverformung lässt somit auch mehr Belastung auf die Verbindungspartner '
wirken, d.h. das Lotgefüge ist nicht immer das schwächste Glied, sondern Bauteile und
Leiterplatten werden sehr viel früher in Mitleidenschaft gezogen (Bild 28)
Bild 26: Lotdegradation Bild 27: Lotdegradation Bild 28: SnAgCu-Lot, Bruch der
SnPb-Lot, SnAgCu-Lot, Leiterplattenhtilse nach 1000
1000 Zyklen -55°C - 125°C, 30° 1000 Zyklen -55°C - 125°C, 30° Zwklen -55°C - 125°C, 30°
3. Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit gibt einen kleinen Überblick über die möglichen Änderungen der
Material- und Prozessparameter beim Umstieg vom herkömmlichen Löten auf die bleifreie
Verbindungstechnik. Es werden neue Effekte dargestellt, deren Kenntnis notwendig ist,
um auch in Zukunft einen beherrschbaren Fertigungsprozess zu garantieren.
