Bleifreies Löten für elektronische Einheiten

Ermüdungserscheinungen der Lötung sind eine verbreitete Ursache für Versagen bei Produkten der Unterhaltungselektronik. Außerdem sind konventionelle Lötverfahren mit Blei umweltschädigend. Dies führte IMEC dazu, nach bleifreien Lötlösungen zu suchen, welche den inhärenten thermomechanischen Belastungen und Beanspruchungen standhalten können.

Industrielle Technologien

Blei ist ein toxisches Schwermetall. Erst seit Kurzem wird Blei in Benzin, Farben und anderen Materialien nicht mehr verwendet, um das Risiko von Bleivergiftungen zu vermindern. Die Zielsetzung des IMECAT-Projekts, das über das GROWTH-Programm unterstützt wird, ist es, Blei aus einem anderen verbreiteten Anwendungsbereich zu entfernen - den Lötmitteln. IMEC, ein erstrangiges Forschungszentrum in Belgien, hat mit der Auswertung aller vorherigen Forschungsarbeiten zu alternativen bleifreien Beimischungen begonnen. Verschiedene vielversprechende Verbindungen wurden identifiziert und ihre Materialeigenschaften (z.B. Brüchigkeit) wurden im Labor bewertet. Schließlich hat IMEC Finite-Element-Modelle (FEM) angewendet, um normalen Verschleiß zu simulieren und so die zu erwartende Lebensdauer zu bestimmen. Verschiedene Typen elektronischer Baugruppen wurden bewertet, unter anderem auch unterfüllte Flip-Chips, Polymer Stud Grid Arrays (PSGA), Ball Grid Arrays (BGA) und Chip Scale Packages (CSP), und mit einem Benchmark von Zinn-Blei (SnPb) verglichen. IMEC fand heraus, dass eine Erhöhung des Silberanteils (Ag) die Temperaturschwelle nach oben verschiebt, bei welcher die Lötung brüchig wird, aber für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen könnte dies ungeeignet sein. Die Forscher bestimmten außerdem die Bedingungen, unter denen die verschiedenen Baugruppen Risse oder andere Probleme entwickeln könnten, die zu einem Versagen der Lötung führen können. IMEC hat sich die Urheberrechte seiner IMECAT-Forschungsergebnisse gesichert, die zu einer bleifreien Elektroindustrie beitragen werden.

Interconnection materials for environmentally compatible assembly technologies

Bleifreies Löten für elektronische Einheiten

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