Die 34 °C-Differenz
Zinn-Blei-Eutektikum schmilzt bei 183 °C. SAC305 schmilzt bei 217–220 °C. Daher verschiebt sich jeder thermische Schritt im Prozess um etwa ein Drittel von hundert Grad: Haltezeit, Aufheizzeit, Zeit oberhalb der Liquidustemperatur und Spitzentemperatur.
Das ist kein Detail. Es beeinflusst die Belastung des Laminats, die Anforderungen an die Bauteile, die Menge der beim Reflow verdunsteten Feuchtigkeit und die Menge an intermetallischen Phasen an jeder Lötstelle.
Paste und Profil
Bleifreie Paste hat ein eigenes Profilfenster. Das Profil wird an der Baugruppe gemessen und nicht vom Ofendisplay abgelesen. Typische Spitzentemperaturen liegen zwischen 235 und 250 °C – hoch genug, um die Pads zu benetzen, und niedrig genug, um die Bauteilspezifikationen einzuhalten.
Drei praktische Konsequenzen:
Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur ist entscheidend. Längere Temperaturen sind nicht sicherer: Sie fördern die Bildung intermetallischer Phasen und belasten das Laminat. Das Profilfenster ist beidseitig begrenzt.
Die thermische Masse variiert. Eine Leiterplatte mit einer dicken Kupferfläche oder einem großen Stecker erwärmt sich ungleichmäßig. Daher wird das Profil an den kältesten und heißesten Stellen überprüft.
Leiterplatten mit gemischten Technologien benötigen separate Profile für Reflow- und Selektiv- oder Wellenlöten, da die bedrahteten Bauteile erst nach dem Löten der SMD-Seite mit der Welle in Berührung kommen.
Bauteile und Feuchtigkeit
Ein bleifreies Profil erwärmt jedes Bauteil näher an seine Temperaturgrenze. Kunststoffgehäuse absorbieren Feuchtigkeit aus der Luft, die beim Reflow-Löten verdampft. Dies führt zu Rissen oder Delaminationen, die sich als Feldausfall und nicht als Prozessalarm bemerkbar machen.
Der Umgang mit Feuchtigkeitsempfindlichkeit ist daher Teil des Fertigungsprozesses: Trockene Lagerung, Kontrolle der Standzeit, Ausheizen vor dem Reflow-Löten, falls erforderlich, und Spulen, die nicht über Nacht auf der Linie verbleiben.
Oberflächenbehandlungen und Dokumentation
Alle gängigen bleifreien Oberflächenbehandlungen sind mit SAC-Pasten kompatibel – bleifreies HASL, ENIG, Immersionszinn, Immersionssilber und OSP. Die Wahl hängt von der Planarität und Lagerfähigkeit ab, nicht vom Bleigehalt. Wirtschaftlich relevant sind die Dokumente: eine RoHS-Erklärung, Materialdeklarationen der Komponentenlieferanten und ein Konformitätszertifikat für die Charge.
Nachbearbeitung bei bleifreien Lötverfahren
Nachbearbeitungen sind bei bleifreien Lötverfahren am schwierigsten. Die höhere Temperatur belastet das Lötpad und das Laminat, und ein zweiter oder dritter Reflow führt zu weiterem Wachstum der intermetallischen Schicht an der Lötstelle. Lokales Erhitzen, Vorwärmen von unten, die richtige Legierung und eine dokumentierte Zyklusbegrenzung sind unerlässlich – die Regeln stehen in der Dokumentation und im Überarbeitungshinweis. Die Fertigung erfolgt gemäß IPC-A-610, und die Prozessgrenzen stehen auf der PCBA-Fertigungsseite. Platinen, bei denen eine Entscheidung zur Oberflächenbeschichtung nötig ist, lassen sich auf der Funktionsseite vergleichen.
