Eine neue Generation innovativer SnCuNi-Legierungen

Eine neue Generation innovativer SnCuNi-Legierungen

Intelligente Lösungen sind nachhaltige Lösungen

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Es hat sich etwas verändert in den vergangenen Jahren: Das Thema Nachhaltigkeit ist in den Köpfen der Menschen angekommen. Es ist heute den meisten klar, dass wir unseren Umgang mit den Ressourcen auf dieser Welt ändern müssen. In jedem Bereich unseres Lebens. Auch bei der Elektronikfertigung hat sich sehr viel getan. Es werden neue, innovative und intelligente Wege für einen sinnvollen und nachhaltigen Umgang mit Ressourcen eröffnet.
Ohne uns Gedanken darüber zu machen, nutzen wir unsere Mobiltelefone, erstellen Tabellen mit unseren Computern, schauen Nachrichten auf den Fernsehern und fahren mit unseren Hightech-Autos. Das ist ein selbstverständlicher Teil unseres hochtechnisierten Lebens. Wer denkt dabei schon, dass wir dafür auf Metalle wie Eisen, Kupfer, Zinn und Silber angewiesen sind. Aber es sind gerade auch diese Metalle, die die Technik unserer modernen Zivilisation erst möglich gemacht haben. Klar ist auch, der Bedarf an diesen Metallen ist enorm und wächst ständig. Es ist also weiter nicht verwunderlich, dass die auf unserer Erde vorhandenen Metalle irgendwann knapp werden oder ganz zu Ende gehen. Laut einem aktuellen Forschungsbericht der Bundesagentur für Geowissenschaften und Rohstoffe, der Deutschen Rohstoffagentur DERA, kann es bereits ab dem kommenden Jahr, also ab 2018, zu einer erheblichen Verknappung bei der Zinnversorgung kommen. Diese Verknappung von Zinn (Sn) wird sich dann in Folge mit jedem Jahr weiter verstärken. Die Gründe dafür sind einerseits die Erschöpfung von Vorkommen in wichtigen Lieferländern, wie Peru und vor allen Dingen Indonesien. Andererseits ist es, wie bereits erwähnt, der stetig weiter wachsende weltweite Bedarf. Auch bei einem anderen Schwermetall, bei Silber (Ag), ist die Lage keineswegs besser, sie ist eher noch bedenklicher. Denn einer Studie des Fraunhofer-Institutes für System- und Innovationsforschung zufolge, beträgt die Reichweite der Silberressourcen nur noch 29 Jahre. Betrachtet man diese Entwicklung, wie wir sie für Zinn (Sn) und Silber (Ag) beschrieben haben, wird die essentielle Bedeutung der Nachhaltigkeit im Umgang mit Ressourcen und des Recyclings für unser Leben und die Zukunft der Erde sehr deutlich.

RoHS markiert einen Wendepunkt

Wie wichtig Zinn ist, das ist den Menschen schon sehr lange klar. Bereits seit ca. 3.000 Jahren vor Christus wird Zinn als Legierungsmetall verwendet. Kupfer wurde mit einem kleinen Anteil Zinn legiert. So entstand Bronze, aus dem die Menschen Waffen und Werkzeuge herstellten. Einen wichtigen Wendepunkt für unseren heutigen Umgang mit Ressourcen und Metallen in der Elektronikfertigung markieren die EU-Richtlinien RoHS 1 von 2006 und RoHS 2 von 2011 (eigentlich: Restriction of Hazardous Substance), die den Umgang mit gefährlichen Stoffen in Elektrogeräten und elektrischen Bauelementen regeln und die Verwendung von toxischem Blei streng reglementieren. Seit dem Jahr 2006 ist der Bedarf an Zinn in diesem Bereich auch deshalb rasant gestiegen. Insgesamt betrachtet werden heute laut einer Berechnung des ITRI (International Tin Research Institut) Zinn weltweit zu 52 % zur Herstellung von Lötzinn, vor allem für den Elektronikbereich, verwendet.

RoHS-konforme SnCuNi-Legierungen

Selbstverständlich agieren und reagieren die verantwortungsvollen Hersteller und Lieferanten von Lötzinn auf die Veränderungen im Umgang mit Ressourcen. Bleihaltige Lötzinne werden heute, zumindest in der EU und großen Teilen der Welt, nur noch für besondere Anwendungen angeboten. RoHS-konforme Lötmittel sind die Norm. Eine der erfolgreichsten, neu entwickelten Legierungen der letzten Jahre sind sogenannte SnCuNi-Legierungen. Der Weltmarktanteil von SnCuNi-Legierungen liegt geschätzt bei weit über 10%. Diese Legierungen zeichnen sich durch eine hohe Prozessstabilität und gute Langzeitzuverlässigkeit aus. Dazu kommt ein, im Vergleich zu herkömmlichen bleifreien SAC-Lötmitteln, geringerer Kupferabtrag. Überdies sind SnCuNi-Legierungen silberfrei, das heißt, sie sind einerseits deutlich preiswerter als silberhaltige Lote und schonen andererseits durch den Verzicht auf Silber auch Ressourcen.

Intelligente Lösungen mit Mikrolegierungen

Mit neuen Produkten – nehmen wir als Beispiel Smartphones – und effektiveren Produktionsmöglichkeiten, verändern sich auch die Bedürfnisse und Anforderungen der Elektronikindustrie an Lötzinn. In den Forschungsabteilungen der Lötzinn-Hersteller und Ihrer Lieferanten werden innovative Lösungen entwickelt, die entsprechenden Bedürfnissen gerecht werden. Ein hervorragendes Beispiel dafür: die neue Generation der erfolgreichen SnCuNi-Legierungen mit Mikrolegierungen. Diese Mikrolegierungen eröffnen ganz neue Möglichkeiten die spezifischen Anforderungen der Elektronikindustrie an Lötzinn zu erfüllen. Hier sei zum Beispiel das neu entwickelte LFM-23 S genannt. Es verfügt über die Eigenschaften einer SnCuNi-Legierung mit hoher Prozessstabilität und guter Langzeitzuverlässigkeit und so reduziert LFM-23 S – durch die Zugabe einer innovativen Eisen/Gallium-Verbindung – die Oxidation und minimiert den Eisenabtrag an der Lötspitze. Die Nutzbarkeit der Lötspitze bei der Verwendung von LFM-23 S wird um das 5-fache verlängert. Die Lötspitze bleibt leistungsfähiger, arbeitet präziser und schneller und muss weniger oft ausgetauscht werden. Auf eine ebenso einfache wie richtige Formel gebracht, bedeutet dies für die Fertigung in der Elektronikindustrie: weniger Erosion + weniger Oxidation = geringere Kosten. Ein Argument, das besonders bei vielen sehr knapp kalkulierten Projekten von großer Bedeutung ist. Speziell am Beispiel von LFM-23 S lässt sich deutlich zeigen, wie man durch intelligente Lösungen verantwortungsvoll mit Ressourcen umgehen und Nachhaltigkeit umsetzen kann.

Was länger hält, muss weniger schnell weggeworfen werden

Nachhaltiges Denken und Agieren bedeutet auch, dass vonseiten der Industrie Produkte entwickelt werden, die länger genutzt werden können. Die Lötmittel-Hersteller und Lieferanten stellen dafür neue, innovative Lötmittel zur Verfügung. Es sei an dieser Stelle auf die SJM-Serie hingewiesen (SJM = Strong Joint Metal). Eine Serie von bleifreien Drähten und Pasten, die eine wesentlich höhere Festigkeit und eine sehr hohe Langzeitzuverlässigkeit gegenüber einer SAC 305 Standard-Legierung bietet.

Ein Ausblick in die Zukunft

Die Bedeutung von Nachhaltigkeit und einem schonenden Umgang mit Ressourcen wird weiter zunehmen. Mit innovativen Ansätzen und intelligenten Lösungen können wir alle, jedes einzelne Unternehmen in der Lieferkette und in der Produktion, dazu beitragen, unsere Zukunft und die Zukunft unserer Erde positiver zu gestalten. www.almit.de
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