Leadfree – Technologiezentrum für umweltfreundliche Elektronikfertigung in Itzehoe

Die Elektronikindustrie steht vor einer großen Herausforderung: Ab dem 1. Juli 2006 dürfen bis auf wenige Ausnahmen nur noch bleifreie Baugruppen auf den Markt kommen. Hilfe kommt vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT: Am Institut wurde ein Technologie- und Kompetenzzentrum für bleifreie Elektronikfertigung eingerichtet. Auf der Productronica (15. bis 18. November) in München stellen die Forscher die neue Einrichtung am Stand 181 in Halle B5 vor.

»Bei der Einführung der bleifreien Fertigung stehen die Unternehmen vor großen Herausforderungen und Anpassungsprozessen«, erläutert Dr. Thomas Ahrens vom ISIT. »Zunächst müssen sie entscheiden, welche Anlagen für ihre Produkte am besten geeignet sind. Anschließend wird die Materialverträglichkeit aller verwendeten Komponenten produktspezifisch überprüft, da der bleifreie Prozess meist eine höhere Verarbeitungstemperatur benötigt als der bleihaltige. Dadurch wird die Lötwärmebeständigkeit vieler Bauelemente überfordert. Schließlich ändert sich das Langzeitverhalten der Produkte und muss neu qualifiziert werden, Potenziale zur Kostensenkung sollten frühzeitig erkannt und verwertet werden und das Personal muss eingearbeitet werden.«

Im neuen Kompetenzzentrum in Itzehoe können interessierte Firmen ihren bleifreien Fertigungsprozess ohne Produktionsstillstand umstellen und gleichzeitig die Mitarbeiter schulen. Der Gerätepark der Übungslinie umfasst alle relevanten Prozessschritte der Baugruppenfertigung, wie etwa der Lotpasten- und Kleberauftrag, die SMD-Bestückung, das Wellen- und Reflowlöten in Konvektion und Dampfphase und das Selektivlöten mittels Miniwelle und Laser. Leiterplatten-Baugruppen von 30 bis 300 Millimeter Breite lassen sich an dieser Linie herstellen.

In der Umstellung auf bleifreie Löttechnik sieht Ahrens eine zentrale Management-Aufgabe der Unternehmen mit Konsequenzen auf allen Ebenen der Fertigung: »Bei der bleifreien Fertigung ist die Prozesstoleranz viel geringer. Deshalb lassen sich auch bestehende Produkte nicht einfach durch die Substitution des Lotwerkstoffs und Anpassung der Prozessparameter umstellen, sondern nur durch ein Re-Design. Dafür ist noch erhebliche Aufklärungs- und Schulungsarbeit erforderlich. Unser Angebot wendet sich einerseits an Auftragsfertiger, dort vor allem an kleine und mittlere Unternehmen, die Entscheidungshilfe benötigen, bevor sie in neues teures Fertigungsequipment investieren. Die dazu notwendigen Informationen können sie nur durch eigene Produktionsversuche bekommen. Andererseits fehlt bei Elektronikproduzenten mit eigener Fertigung häufig die Möglichkeit für zwei parallel betriebene Linien, bleifrei und bleihaltig, so dass auch für diese Unternehmen die ISIT-Linie ein interessantes Angebot ist«, erläutert Ahrens, der Initiator des Kompetenzzentrums.

Das Kompetenzzentrum bleibt für die Industrie in den Jahren nach der Deadline 2006 interessant, da nach der Umstellung auf bleifreie Löttechnik der Bedarf für Schulung und Qualitätsbewertung bestehen bleibt. Insbesondere wird die Technologie in Hinblick auf Prozesstoleranzen, Qualität und Zuverlässigkeit sowie Kostenreduzierung in den Unternehmen weiter optimiert. Dazu kommt, dass zur Zeit noch wesentliche Anwendungsbereiche von der Richtlinie zur bleifreien Fertigung ausgenommen sind, wie etwa die Kfz-Elektronik.