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StartseiteForschung aktuellLöten ohne Blei30.12.2003

Löten ohne Blei

EU-Richtlinie stellt Elektroindustrie vor Probleme

<strong> Technik. - Blei gilt als gesundheitsschädigendes Schwermetall. Aus Wasserleitungen oder Benzin wurde es daher bereits vor vielen Jahren verbannt. Installateure und Tankstellen haben den Umstieg ebenfalls erfolgreich vollzogen. Als nächstes muss sich nun die Elektroindustrie mit diesem Thema auseinandersetzen. Denn ab Juli 2006 verbietet die Europäische Union die Verarbeitung von bleihaltigen Loten. Brüssel rechnet damit, dass sich das Volumen an Elektromüll in Europa in den nächsten Jahren verdoppeln wird. Weil aber auch langfristig davon auszugehen ist, dass ein Großteil Waschmaschinen, Handys oder PCs auf wilden Müllkippen landet, soll zumindest kein Blei mehr auf diese Weise unkontrolliert in die Umwelt gelangen. Für die Elektronindustrie gibt es bis 2006 allerdings noch viel zu tun.</strong>

Frank Grünberg

Erich Lugscheider ist Experte für Lote. (RWTH-Aachen)
Erich Lugscheider ist Experte für Lote. (RWTH-Aachen)

Seit mehr als 100 Jahren gelten Zinn und Blei als perfektes Tandem. Vor allem die Temperatur von 183 Grad Celsius, bei der man Lote mit einem Mischungsverhältnis von 60 Prozent Blei und 40 Prozent Zinn zum Schmelzen bringen kann, macht die Legierung universell einsetzbar. Nun aber muss das Blei aus Gründen des Umweltschutzes endgültig aus dem Lötzinn verschwinden. Zwar stehen Alternativen wie Zinn-Kupfer oder Zinn-Kupfer-Silber-Legierungen grundsätzlich zur Verfügung. Doch sie verflüssigen sich erst bei rund 220 Grad Celsius, also bei wesentlich höheren Temperaturen als gewohnt. Das Problem dabei: Je höher die Temperatur, desto schneller verschleißt die Anlage, durch die das Lot fließt. Erich Lugscheider, Professor für Werkstoffwissenschaften an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen:

Aus den Lötanlagen werden Elemente herausgelöst, etwa Eisen und Nickel, die in das Lot übertreten und die Brauchbarkeit dieser Lötbäder verschlechtern. Das heißt durch das Einlösen dieser Fremdelemente erreicht man Standzeiten von 24 Stunden und das ist wirtschaftlich völlig inakzeptabel.

Den Anlagenbauern eröffnen sich verschiedene Wege, um die zersetzende Wirkung des Lots in den Griff zu bekommen. Zum einen hoffen sie darauf, dass die Schmelztemperatur bleifreier Legierungen durch geeignete Zusatzstoffe weiter gesenkt werden kann. Zum anderen suchen sie nach Beschichtungen, die die Wannen und Rohre der Lötanlage vor den aggressiven Legierungen schützen. Standard-Beschichtungen aus Kunststoff, Chrom oder Silizium-Dioxid gelten in dieser Hinsicht als viel versprechend. Als kritischer erweist sich die zusätzliche Lötwärme dagegen für viele Bauelemente, wie Jürgen Gamalski weiß, der sich bei Siemens um die Einführung von bleifreiem Lot kümmert.

Ein typischer Fall ist der Elekrolyt-Kondensator, ein Wald- und Wiesenbauelement. Der ist so temperaturempfindlich, dass man schon bei Zinn-Blei aufpassen muss, dass man die nicht schädigt. Wenn sie aber ein Lot einsetzen, das einen Schmelzpunkt von 230 Grad hat, dann müssen sie bei 250, 260 Grad löten. Dann müssen sie sich aber sehr beeilen, damit der Patient die Operation übersteht.

Um zu verhindern, nach dem Verbot bleihaltiger Lote 2006 vorwiegend Ausschuss produziert wird, versuchen die Hersteller, das Layout der Bauelemente zu verändern, damit sie der Hitze widerstehen. Weil dafür aber nur noch wenig Zeit bleibt, ist bereits heute abzusehen, dass den Unternehmen, die die Platinen und Bauelemente schließlich zu einer funktionsfähigen Haushalts- oder Unterhaltungselektronik verlöten, beim Umbau ihrer Fertigungslinien kaum gesicherte Erkenntnisse über das Zusammenspiel aller Komponenten zur Verfügung stehen. Gamalski warnt die Firmen deshalb vor praxisfernen Planungen auf dem Zeichenbrett oder im Labor.

Das geht nur, indem man produktnahe Demonstratoren bleifrei aufbaut. Dann kann man Erfahrungen sammeln bei der Herstellung und kann die Prüfung durchführen hinsichtlich der Zuverlässigkeit. Es macht überhaupt keinen Sinn, an einem Institut irgendwelche Lote losgelöst vom Anwendungsfall zu untersuchen. Es wird nicht so sein, dass man sagt, alles klar, ich nehme das Lot, so und dann fang ich an und dann ist der Fall gegessen. So wird das nicht gehen.

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