Typische Analysen von Nieder- und Mitteltemperaturloten konzentrieren sich auf die Verbesserung wichtiger Kenngrößen wie Stoßfestigkeit und Widerstandsfähigkeit der Bauteile. Weniger bekannt - und noch weniger gut quantifiziert - ist, dass diese Lote auch einen erheblichen Nutzen für die Umwelt haben. In einer aktuellen Studie der Indium Corporation in Zusammenarbeit mit Heller Industries wurde eine Vielzahl von Lötlegierungstypen und Spitzen-Reflow-Temperaturen analysiert, um herauszufinden, wie sich das Emissionsprofil bei verschiedenen Optionen verändert. Ein wesentliches Ergebnis war, dass ein Wechsel des Lötlegierungstyps die Gesamtemissionen stark beeinflusst, was bei den Bemühungen um eine Dekarbonisierung genutzt werden kann.
Einer der Hauptfaktoren für Emissionen bei der Leiterplattenmontage ist Energie. Der Bestückungsprozess ist energieintensiv, da die Reflow-Öfen für ihren Betrieb ausreichend Wärme benötigen. Wenn man sich im heutigen regulatorischen Umfeld und bei Investitionen auf einen energieintensiven Prozess verlässt, ist das ein zusätzliches Risiko, da emissionsarme Technologien bevorzugt werden. Steuergutschriften und ESG-Kompatibilität verlagern das Verbraucherverhalten auf Prozesse, die weniger Emissionen erfordern. Wenn man bedenkt, dass der Zeithorizont des U.S. Inflation Reduction Act bis in die 2030er Jahre reicht - und dass sich die Lieferketten an dieses neue Umfeld anpassen - sollte man vermeiden, in diesem Bereich ein Nachzügler zu sein. Ein vernünftiges Ziel ist es daher, im gesamten Montageprozess weniger Energie zu verbrauchen und die Emissionen zu reduzieren, wo immer dies möglich ist. Dies lässt sich nicht immer durch Prozessoptimierung erreichen - Hochtemperatur-Lötlegierungen haben einen genau definierten Energiebedarf, der nur schwer zu umgehen ist. Ein solches Hindernis wäre problematisch, wenn der Prozess selbst der einzige Entscheidungshebel für die Dekarbonisierung wäre. Glücklicherweise gibt es eine weitere Option mit bewährten Ergebnissen.
Der Übergang zur Verwendung von Niedrigtemperatur-Lötlegierungen kann den Energiebedarf des PCB-Bestückungsprozesses erheblich senken. Es könnte billiger und umweltfreundlicher sein, ganz auf eine neue Technologie umzusteigen, als beim Status quo zu bleiben. Dies gilt für viele verschiedene Sektoren. Bei der Dekarbonisierung von Stahl kann ein Hochofen bis zu einem gewissen Grad effizienter gemacht werden, aber der Wechsel zu einem elektrischen Lichtbogenofen führt zu einer schrittweisen Verringerung der Emissionen. Ähnlich werden Autos mit Verbrennungsmotor seit Jahrzehnten immer effizienter, aber Elektrofahrzeuge sorgen bei einer moderaten Dekarbonisierung des Stromnetzes für eine schrittweise Verringerung der Emissionen. Die Spitzenlöttemperatur kann in ähnlicher Weise betrachtet werden. Lote des Typs SAC können bis zu einem gewissen Punkt optimiert werden, aber erst der Übergang zu einem anderen Lottyp führt zu einer starken Senkung der Emissionen und Kosten.
Tabelle 6 - Energieverbrauch von Profilen unter leichten Testbedingungen.
Bei der Entscheidung über Dekarbonisierungsstrategien und Kostensenkungsmaßnahmen lohnt es sich, über Nieder- oder Mitteltemperaturlote als Übergangspunkt nachzudenken, wenn die Anwendung dies zulässt. Diese Änderungen haben kurzfristige fiskalische und ökologische Vorteile und tragen gleichzeitig dazu bei, die Unternehmen vor den Risiken zu schützen, die ein zukünftiges regulatorisches Umfeld mit sich bringt. Interessenten sollten sich mit uns in Verbindung setzen, um zu besprechen, ob dies der richtige Weg für sie ist und wie unsere Produkte dabei helfen können. Wir freuen uns auf ein Gespräch mit Ihnen!
