Elektronikschrott: Hersteller beschäftigen sich mit bleifreien Loten

Grüne Lötstellen krempeln eine ganze Branche um

Bleifreie Lötstellen auf den Platinen sind die einzige Möglichkeit, die Umwelt von gefährlichem Elektronikschrott zu entlasten (Bild: GLT)
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Rund 90 % des Elektronikschrotts landet auf der Deponie – und damit auch das Blei, das in den Lötstellen steckt. Wirkliche Abbhilfe schafft hier nur die bleifreie Lötstelle.

Von unserem Redaktionsmitglied Uwe Böttger uwe.boettger@konradin.de

Das freut uns alle: Ständig kommen neue, interessantere, elektronische Produkte auf den Markt. Das freut uns weniger: Die Produkte veralten immer schneller. Und das bereitet uns am Ende Sorgen: Ständig nimmt die Menge an Elektronikschrott zu.
Platinen, Handys, Computer – alles landet auf dem Müll. Und die elektronischen Schaltungen in solchen Geräten enthalten Schwermetalle wie Blei, Kupfer und Nickel – um nur einige zu nennen. Den Löwenanteil stellt dabei die Zinn-Blei-Legierung dar.
Elektronikschrott stellt heute bereits 40 % aller bleihaltigen Abfälle dar. In der EU ist die Menge an Elektronikmüll dreimal schneller gestiegen, als die der kommunalen Abfälle. Allein in Deutschland sollen jährlich fast 2 Mio. t Elektronikschrott anfallen. Davon werden nur 10 % fachgerecht entsorgt. Der Rest landet auf der Deponie oder wird verbrannt. Während Gold und andere Edelmetalle wirtschaftlich recycelt werden können, gibt es für die Wiedergewinnung von Blei momentan keine wirtschaftliche Lösung. Die einzige Alternative, die wirklich hilft: Blei vermeiden. Der Stoff sollte in Zukunft also gar nicht erst in Produkten des alltäglichen Gebrauchs vorkommen.
Japan stellt bereits auf bleifrei um
Einige japanische Hersteller sind bereits dabei, ihre Technik auf „bleifrei“ umzustellen. Seit April 2001 sind im Land der aufgehenden Sonne eine Elektronikschrott-Verordnung und eine neue Abfallverordnung in Kraft getreten. Das bedeutet, dass ein Teil der fernöstlichen Elektronikproduzenten in Zukunft nur noch 100 % bleifreie Elektronikprodukte auf den Markt bringen wollen. Zum ersten, weil jeder japanische Hersteller sich eigenverantwortlich um die fachgerechte Entsorgung der bleihaltigen Abfälle kümmern muss. Und zweitens ist dieser Schritt notwendig, um im globalen Konkurrenzkampf bestehen zu können.
In den USA hat der Technologieverband IPC (www.ipc.org) – nicht zuletzt auf Grund der Entwicklungen in den anderen Weltteilen – ein Zeichen für die beschleunigte Einführung der bleifreien Technologien gesetzt. Der letzte Anstoß kam aber auch in diesem Fall nicht von der Legislative.
Was in Japan inzwischen als „grüne Elektronik“ in aller Munde ist, wird in Europa immer noch unter dem Aspekt diskutiert, ob ein EU-weit geltendes Blei-Verbot im Elektronikschrott bis zum Jahr 2006 in Kraft tritt oder nicht. Zur Zeit geht der Mitte Mai dieses Jahres verabschiedete Beschluss des Europäischen Parlamentes über eine Elektronikschrott-Richtlinie den Weg durch die Instanzen und könnte bereits im Jahr 2003 in nationales Recht umgesetzt sein.
Die neuen Lötstellen glänzen nicht mehr
Die Hersteller von Elektronik-Fertigungssystemen und -materialien haben sich schon länger mit der bleifreien Thematik auseinandergesetzt. Maschinen, Materialien und Prozess-Know-how für die Umstellung sind vorhanden. Die Devise lautet: Weg von der seit Jahrzehnten so selbstverständlichen Zinn-Blei-Legierung als Verbindungstechnik in der Elektronik und hin zur bleifreien Lotlegierung. Einige technische Hürden bei der Umstellung und ein grundsätzliches Umdenken sind allerdings notwendig. Denn die Schmelztemperaturen bei den neuen Legierungen (beispielsweise aus Zinn-Silber-Kupfer) liegen 34 °C über dem bekannten Schmelzpunkt für Zinn-Blei-Legierungen. Dieser liegt bei 183 °C – ein Wert, auf den sich die Branche über Jahrzehnte eingeschossen hat.
Der Schablonendruck und der Bestückungsprozess machen noch die geringsten Probleme beim Umgang mit blei-freien Lotpasten. Beim Löten wird es kritischer. Die Reflow-Lötanlagen müssen etwas höhere Temperaturen er-zeugen und diese zudem länger halten. Das klingt einfach, doch bestimmte Dichtungen könnten bei diesen Beanspruchungen schlapp machen. Beim Löten mit der Welle kommt zu den erhöhten Lotbad-Temperaturen der sogenannte „Zinnfraß“ erschwerend hinzu. Die mit heißem Lot gefüllten Behälter müssen in der Regel gegen solche ausgetauscht werden, die das Zinn nicht anlösen kann.
Ein weiteres Phänomen: Die neuen Lötstellen glänzen nicht mehr wie bei der Zinn-Blei-Legierung. Bisher war eine glänzende Lötstelle eigentlich das Kriterium für einen einwandfreien Lötprozess. Mit den neuen Legierungen muss sich das über Jahre erfahrene Personal in der visuellen Inspektion auf matte Lötstellen umstellen. Auch die automatisch arbeitenden optischen Inspektionssysteme müssen komplett neu eingestellt werden.
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