EC-Direktive zur Beschränkung schädlicher Substanzen in elektrotechnischen Geräten

Zuerst kommt der Mensch

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Nach dem 1. Juli 2006 dürfen nur noch RoHS-konforme Produkte in Umlauf gebracht werden. Durch RoHS werden strenge Grenzwerte für Blei, Kadmium, 6-wertiges Chrom, Quecksilber sowie für die Flammhemmer PBB und PBDE vorgeschrieben. Dabei ist RoHS die Abkürzung für „Restric-tion of Hazardous Substances“ – eine europäische Direktive (2002/95/EC) zur Beschränkung schädlicher Substanzen in elektrischen und elektronischen Geräten.

Hersteller sind auf vielfältige Weise von RoHS betroffen. So gilt es beispielsweise, neue Bauteile freizugeben, Fertigungsprozesse umzustellen und die Lieferkette mit RoHS-konformen Bauteilen zu füllen. Lagerbestände an nicht-konformen Materialien können nach dem 1.07.2006 nur noch zur Reparatur von Altgeräten oder für Anwendungen in eng eingegrenzten Industriezweigen wie z. B. Luftfahrt oder Militärtechnik eingesetzt werden. In der Regel sind eventuell vorhandene Überbestände von nicht-konformen Produkten zum 01.07.2006 mit wirtschaftlichem Verlust zu verschrotten.

Umstellung: Rückwärts-Kompatibilität
Die Ausnutzung der Rückwärts-Kompatibilität ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung der Umstellungslogistik durch die frühzeitige Aufnahme RoHS-konformer Steckverbinder in die Stücklisten der Baugruppen. Das Risiko von Überbeständen an nicht-konformen Steckverbindern lässt sich so deutlich reduzieren. Dabei steht „Rückwärts-Kompatibilität“ für die Möglichkeit, RoHS-konforme Produkte mit bleihaltigen Lötprozessen verarbeiten zu können. Bleifreie Lötprozesse sind eine Grundvoraussetzung zur Herstellung RoHS-konformer Baugruppen. Allerdings unterscheiden sich bleihaltige und bleifreie Lötprozesse in wesentlichen Parametern. So steigen beispielsweise die notwendigen Löttemperaturen durch die Verbannung von Blei auf bis zu 260 °C, verglichen mit 240 °C bei bleihaltigen Verfahren. Die Ursache hierfür liegt in den höheren Schmelzpunkten bleifreier Lötmittel.
Blick auf bleihaltige Lötprozesse
Es ist jedoch keineswegs so, dass RoHS-konforme Steckverbinder ausschließlich mit bleifreien Hochtemperatur-Lötprozessen verarbeitet werden könnten. Umfangreiche Untersuchungsreihen haben ergeben, dass sich RoHS-konforme Steckverbinder von Tyco Electronics mit bleihaltigen Lötprozessen verarbeiten lassen. Die detaillierten Ergebnisse der Untersuchungsreihen sind im Internet unter folgender Adresse zu finden: http://www.tycoelectronics.com/environment/leadfree/techdata.stm. Der Begriff der Rückwärts-Kompatibilität bezieht sich auf Steckverbinder in Durchsteck- (THT) oder in Oberflächenmontage-Ausführung (SMT). Es sei jedoch nachdrücklich angemerkt, dass Steckverbinder mit BGA-Technologie eine Ausnahme darstellen und nicht rückwärts-kompatibel sind. Der Grund liegt darin, dass die bleifreien Lötbälle der RoHS-konformen BGAs (Ball Grid Arrays) erst bei einer entsprechend hohen Temperatur schmelzen. Aus Gründen der Vereinfachung wird der Begriff „Steckverbinder“ in diesem Artikel in dem Sinne verwendet, dass er BGAs nicht mit einschließt.
Messung der Rückwärts-Kompatibilität
Standardisierte Lötfähigkeits-Experimente geben Aufschluss über die Eignung von Kontaktoberflächen zum Löten. Für die Testreihen wurde ein repräsentativer Querschnitt durch die von Tyco Electronics hergestellten Kontakte sowie durch die verwendeten Galvanik-Prozesse herangezogen. Die durchgefürten Tests stehen in Übereinstimmnung mit der IPC/JEDEC J-STD-002B.
Rein-Zinn-Plattierung hat eine exzellente Rückwärts-Kompatibilität: Aus den Testreihen lässt sich ablesen, dass sich mit 93/7 Zinn-Blei plattierte Oberflächen schneller benetzen. Jedoch zeigen die mit Rein-Zinn plattierten Oberflächen nach 5 s höhere Benetzungskräfte als die 93/7 Zinn-Blei-Plattierungen. Diese Ergebnisse zeigen die exzellente Rückwärts-Kompatibilität von mit Rein-Zinn plattierten Oberflächen mit bleihaltigen Lötprozessen.
RoHS-konforme Steckverbinder KEM 448

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