Infineon, Philips und STM wollen Blei aus Chips verbannen
Die drei Unternehmen wollen zunehmend auf Blei in elektronischen Systemen verzichten und so den Umweltschutz beispielsweise beim Recycling oder der Entsorgung elektronischer Produkte verbessern. Die Halbleiterunternehmen begannen im Februar 2001 mit der Entwicklung ihres Normenvorschlags, der eine einheitliche Definition für den Begriff "bleifrei" festlegt und weitere Punkte wie Lötbarkeit und Zuverlässigkeit alternativer Werkstoffe beinhaltet.
Blei ist, ebenso wie Zinn, auf Grund seiner Produkteigenschaften ein wichtiger Bestandteil des Lötmaterials, das üblicherweise bei der Leiterplattenbestückung verwendet wird. Auch in Halbleitergehäusen wird heute vorzugsweise Blei eingesetzt. Typische Anwendungen sind zum Beispiel die Beschichtung der Anschluss-Pins von Bauelementen für eine sichere Lötverbindung mit der Platine und die so genannte "Innenlötung" für die zuverlässige Montage des Chips im Gehäuse.
Blei kommt in der Natur häufig in Verbindung mit anderen Metallen vor. Wollte man den Bleianteil vollständig aus den Metallen entfernen, die für bleifreies Lötmaterial verwendet werden, wäre dies wirtschaftlich nicht tragbar. Auf Grund der hierzu erforderlichen Prozesse könnte dies auch schädlicher für die Umwelt sein, als es bei Rest-Verunreinigungen des Lötmaterials mit Blei zu belassen.
Haupthindernis für den Verzicht auf Blei in der Halbleiterindustrie war bislang das Fehlen von international einheitlichen Standards und Methoden, die die Qualität und Zuverlässigkeit bleifreier Technologien beurteilen. Dagegen gibt es für Blei-Zinn-Legierungen bereits seit Jahrzehnten weltweit standardisierte Verfahren für die Evaluierung von Qualität und Langzeit-Zuverlässigkeit.
Carlo Cognetti, Vice President for New Package Development bei STMicroelectronics, erläuterte: "Weltweit werden die verschiedensten Arten von bleifreien Löt-Legierungen und Lötprozessen untersucht oder entwickelt. Diese basieren auf zahlreichen Kombinationen von Elementen wie zum Beispiel Zinn, Silber, Kupfer, Wismut, Indium und Zink. Sie erfordern während des Lötvorgangs durchweg höhere Temperaturprofile als die bekannten Zinn-Blei-Legierungen. Um den Umstieg auf bleifreie Technologien zu beschleunigen, benötigt die Industrie ein einheitliches Konzept zur Quantifizierung der Lötbarkeit, der Wärmebeständigkeit und anderer Faktoren, die sich auf die Zuverlässigkeit auswirken."
Wolfgang Bloch, Leiter des Bereichs Umweltschutz und Sicherheits-Management bei Infineon Technologies, sagte: "Derzeit gibt es nicht einmal eine international einheitliche Definition dafür, wieviel Blei ein bleifreier Baustein oder Fertigungsprozess maximal enthalten darf. Die Tatsache, dass es bis heute keine Regeln oder Standards zur Evaluierung alternativer Technologien gibt, sorgt für Verwirrung auf dem Markt. Wir schlagen daher eine Reihe elementarer Grundregeln vor, die den weiteren Fortschritt beschleunigen können. Der weltweite Umstieg auf umweltschonende Produktionsverfahren ist unverzichtbar."
"Europa hat in der Welt die Vorreiterrolle übernommen, Blei durch entsprechende Gesetzesentwürfe aus Elektrogeräten und Elektronikkomponenten zu verbannen", sagt Leo Klerks, Umweltschutzbeauftragter bei Philips Semiconductors. "Die Initiative unserer drei Unternehmen, bleifreie Lötmethoden zu verwenden, setzt bei diesen gesetzlichen Bestimmungen der Europäischen Kommission an. Mit dem 1. Januar 2006 sind Materialien wie Blei, Quecksilber, Cadmium und andere Schwermetalle in elektronischen Bauteilen nicht mehr erlaubt. Indem wir unser Wissen und Engagement bündeln, können wir als Europas führende Halbleiterproduzenten diese Vorgaben gemeinsam erreichen." Die drei Unternehmen beabsichtigen ihre bleifreien Produkte weit früher einzuführen, als gesetzlich zum 1. Januar 2006 vorgeschrieben. Bis voraussichtlich Ende des Jahres 2001 sollen erste Muster bleifreier Bauelemente verfügbar sein. Der von Infineon, Philips und STMicroelectronics erarbeitete Vorschlag sieht bei bleifreien Bauelementen eine Obergrenze von 0,1 Prozent für den Rest-Bleigehalt vor. Diese 0,1 Prozent beziehen sich dabei auf das Einzelmaterial und nicht auf das gesamte Gehäuse oder Bauelement. Damit haben Kunden der Unternehmen die Gewissheit, die Umweltrichtlinien der Europäischen Kommission zur Verwendung von Schwermetallen in Baulelementen einzuhalten.
Nach Festlegung ihrer jeweiligen unternehmensspezifischen Ziele und Vorgehensweisen beabsichtigen die drei Unternehmen, die Zusammenarbeit an gemeinsamen Standards und Evaluierungsprozessen fortzusetzen. Gleichzeitig wollen sie auch ihre eigenen Forschungsprogramme zur Erarbeitung von wirtschaftlich und technologisch effizientesten Methoden fortführen, um Blei aus der Elektronik-Industrie zu verbannen.
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