Whisker
Engl. für Barhaar. Bei verzinnten Oberflächen kann es in Folge von Spannungen zur Bildung von haarartigen Kristallen auf der Oberfläche kommen.

Zinn und Zinnblei
Für Lötanwendungen auf höchstem Niveau und als Reinzinn selbstverständlich RoHS und WEEE konform.
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Waste from Electrical and Electronical Equipment (WEEE)

Die Abkürzung WEEE steht für Waste from Electrical and Electronical Equipment.

Diese Richtlinie behandelt die Wiederaufbereitung, Sortierung und Verarbeitung von Produkten aus dem Bereich der Elektronik. Die Gesetze sollten bis August 2004 verabschiedet und ein Jahr später umgesetzt werden. In Europa werden über 90 % der elektrischen und elektronischen Altgeräte entsorgt. Dieser Berg summiert sich insgesamt zu etwa sechs Millionen Tonnen Schrott jährlich. Im Sinne einer verantwortlichen Behandlung der zur Verfügung stehenden Ressourcen sollen diese Schrotte in Zukunft sachgerecht getrennt, sortiert und möglichst wiederverwendet werden. Die Staaten ziehen hierzu die Hersteller der innerhalb der EU verkauften Geräte zur Verantwortung.

Restriction of certain Hazardous Substances (RoHS)

Die RoHS-Richtlinie (Restriction of certain Hazardous Substances) der Europäischen Union regelt darüber hinaus die Beschränkung der Verwendung gefährlicher Stoffe. Sie verbietet nach dem 01. Juli 2006 die Verwendung bestimmter Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten. Es geht um Cadmium (Cd), Quecksilber (Hg), sechswertiges Chrom (Cr[VI]), polybromierte Biphenyle (PBB), polybromierte Diphenylether (PBDE) und Blei (Pb).

Blei ist dabei nur einer von mehreren Stoffen, die durch die RoHS-Richtlinie verboten werden. Obwohl in der Branche der Begriff „bleifrei” verwendet wird, bedeutet dies nicht, dass die RoHS-Richtlinie alleine durch das Ersetzen von Blei eingehalten wird. Dennoch ist für uns Blei die relevanteste Substanz dieser Richtlinie.

Die RoHS-Richtlinie gilt für alle mitgliedstaaten der EU. Sie müssen in allen mitgliedstaaten auf die gleiche Art umgesetzt werden, um unterschiedliche Auslegungen zu verhindern. Die WEEE-Richtlinie ist keine Binnenmarktrichtlinie. Sie schreibt mindeststandards für die Sammlung von Abfällen vor, über die die mitgliedstaaten bei Bedarf auch hinausgehen können.

Obwohl die Umsetzung der Richtlinie auf EU-Gesetzgebung beruht, muss sie teilweise weltweit eingehalten werden, da der Verkauf der Geräte hier der entscheidende Faktor ist. Japanische Hersteller reduzieren den Bleianteil in ihren Produkten schon seit drei oder vier Jahren, und in den USA hat Kalifornien bereits Gesetze verabschiedet, die in etwa dem Zeitplan der EU entsprechen.
Es ist unwahrscheinlich, dass die Elektronikhersteller in Europa „bleifreie” Produkte und im Rest der Welt bleihaltige Produkte anbieten werden.

Laut dieser Verordnung der EU dürfen elektronische Geräte, die ab 01. Juli 2006 in Verkehr gebracht werden, kein Blei (Pb), Quecksilber (Hg), Cadmium (Cd), sechswertiges Chrom (Cr[VI]) oder keine bromhaltigen Flammschutzmittel (PBB, PBDE) enthalten. Dabei gelten für Blei als Legierungsbestandteil die Ausnahmen in Stahl (bis 0,3 %), in Aluminium (bis 0,4 %) und in Kupfer (bis 4 %).

Als Grenzwerte wurden vorgeschlagen: maximal 0,1 Gew.-% für Pb, Hg, Cr[VI] und maximal 0,01 Gew.-% für Cd im homogenen material. Homogenes material bedeutet eine Einheit, die mechanisch nicht in einzelne materialien getrennt werden kann. Hiervon sind sehr viele unterschiedliche Produktbereiche betroffen. Für unseren Bereich ist dies das große Feld der bleihaltigen Beschichtungen von Bauelementen:
  • Lötanschlussbereiche von Bauelementen
  • Kontaktoberflächen von Steckverbindern
  • Schirmbleche
  • Stanzgitter etc.
Vorzugsweise werden zur Substitution matte Reinzinnschichten für die Beschichtung im Kontaktbereich von Steckverbindern, für Einpressstifte und für den Lötanschlussbereich von Bauelementen verwendet. Im Vergleich zu Glanzzinn hat Mattzinn verschiedene Vorteile:
  • Geringere Neigung zur Whiskerbildung
  • Stabiler Kontaktwiderstand nach Alterung
  • Bessere Lötbarkeit nach Alterung
  • Bessere optische Erkennbarkeit (Konturenerkennung)
  • Größeres Prozessfenster bei der galvanischen Schichtabscheidung
Wir haben im Dialog mit unseren Kunden und den Herstellern der Elektrolytzusätze schon sehr früh damit begonnen, alternative RoHS-konforme Oberflächen zu finden. Dabei wurden Zinn-Silber-, Zinn-Wismut- und Zinn-Kupfer- neben den bereits vorhandenen Reinzinnschichten evaluiert.

Die gestellten Anforderungen umfassten neben den Konsequenzen aus der RoHS-Richtlinie („grüne Chemie” ohne Blei und Nonylphenole) auch den Erhalt der technischen Parameter (Lötbarkeit, Vermeidung der Whiskerbildung, geringe Alterungserscheinungen).

Für uns und unsere Kunden hat sich eine Umstellung auf Reinzinn (glänzend oder matt) als optimale Oberfläche für Steck- und Lötprozesse herausgestellt.
Zur wirksamen Unterdrückung der Whiskerbildung empfehlen wir in jedem Fall eine vorherige Unternickelung (im Einzelfall auch Unterkupferung z. B. bei Bronzen) des Grundmaterials und/oder den Reflow der Zinnoberfläche.

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