Bleifreies Lötzinn und RoHS — die Anforderungen hinter dem Reflow-Profil

Das Lot, mit dem du heute arbeitest, ist chemisch ein anderes Material als das, was ein Elektronikoperator vor zwanzig Jahren benutzt hat. Die Änderung kommt nicht durch neue Technik allein, sondern durch Gesetzgebung — die RoHS-Richtlinie der EU — die verändert hat, woraus Lot bestehen darf, und damit auch, wie der gesamte Reflow-Prozess gesteuert werden muss.

RoHS (Restriction of Hazardous Substances) ist eine EU-Richtlinie, die die Verwendung einer Reihe gefährlicher Stoffe in elektrischen und elektronischen Geräten begrenzt. Die Richtlinie wurde seitdem verschärft — zuerst mit RoHS 2, später mit der Aufnahme weiterer Phthalate im Jahr 2015 — und seit dem 22. Juli 2019 deckt sie mit nur wenigen Ausnahmen so gut wie alle elektrischen und elektronischen Geräte auf dem europäischen Markt ab.

• 01Blei — früher ein fester Bestandteil von Lötzinn
• 02Quecksilber und Cadmium
• 03Sechswertiges Chrom
• 04Die Flammschutzmittel PBB und PBDE
• 05Vier ausgewählte Phthalate, bei einer späteren Aktualisierung hinzugefügt

Seit 2006 ist die Hauptregel in der EU das bleifreie Löten, mit bestimmten historischen Ausnahmen unter anderem für Militär- und Raumfahrtgeräte. Statt der klassischen Blei-Zinn-Legierung wird heute typischerweise eine Legierung aus Zinn, Silber und Kupfer verwendet — oft SAC genannt, nach den Elementen. Eine übliche Zusammensetzung liegt bei etwa 96,5 Prozent Zinn, 3 Prozent Silber und 0,5 Prozent Kupfer.

• 01Halte dich immer an das dokumentierte Reflow-Profil für das jeweilige Produkt — rate niemals bei der Temperatur
• 02Behalte die Zonen des Ofens im Auge, damit Aufheizen und Abkühlen im richtigen Tempo geschehen
• 03Achte auf das Risiko von “tin whiskers” — dünnen Metallfäden, die mit der Zeit aus reinen Zinnoberflächen wachsen und einen Kurzschluss verursachen können
• 04Melde es sofort, wenn du nach dem Reflow Anzeichen von Überhitzung, Verfärbung oder schiefen Bauteilen siehst

Bei RoHS geht es darum, was im Produkt sein darf, wenn es entsteht. Die WEEE-Richtlinie übernimmt, wenn das Produkt eines Tages ausgedient hat: Sie legt den Herstellern die Verantwortung auf, Elektronikschrott zu sammeln und zu verwerten, damit die Materialien — einschließlich der Metalle, mit denen du täglich arbeitest, — gewonnen und wiederverwendet werden können, statt als Abfall zu enden. Die beiden Regelwerke hängen daher zusammen: RoHS begrenzt den Schaden, während das Produkt benutzt wird; WEEE begrenzt den Schaden, wenn es nicht mehr benutzt werden soll.

Als Operator merkst du selten direkt etwas von WEEE in deinem Alltag, aber die Dokumentation, an deren Entstehung du über Bauteile und Materialien mitwirkst, ist Teil der Grundlage, die es später ermöglicht, beide Regelwerke korrekt einzuhalten.

“Ein paar Grad im Reflow-Ofen klingen nach wenig — aber sie sind der Unterschied zwischen einer haltbaren Lötverbindung und einer, die beim Kunden versagt.”

— Fachliche Betrachtung zu Materialien in der Elektronikproduktion