Schwerpunkte

WEEE, RoHS, ELV und EuP nehmen auf verschiedensten Ebenen Einfluss – Teil 1

Beschichtungsstoffe für die Elektronikindustrie

15. April 2009, 13:15 Uhr   |  Dr. Manfred Suppa

Im Fokus der Betrachtungen stehen Lötstopplacke, diverse Füllpasten für die Dickkupfertechnologie, Durchkontaktierungen oder Plugging-Anwendungen sowie Schutzlacke zum Feuchte- und Isolationsschutzschutz der elektronischen Baugruppen. Eine wichtige Rolle spielt diesbezüglich das kommende Bleiverbot bei den Schutzlacken, da dies sowohl auf die Inhaltsstoffe als auch auf die Kompatibilität zu den Bleifrei-Loten Einfluss nehmen wird.

Vergleicht man die Lebenszyklen von Elektronikprodukten wie z.B. Rundfunk- und Fernsehgeräten, Telefonen, Funktelefonen, Digitalkameras, PCs und Camcordern – um nur einige wenige zu benennen –, so ist für jedermann feststellbar, dass in immer kürzeren Zeitabständen „Neues“ veraltet und „Veraltetes“ nicht immer kompatibel zur nachfolgenden Gerätegeneration ist.

WEEE, RoHS, ELV und EuP nehmen auf verschiedensten Ebenen Einfluss – Teil 1

Im Fokus der Betrachtungen stehen Lötstopplacke, diverse Füllpasten für die Dickkupfertechnologie, Durchkontaktierungen oder Plugging-Anwendungen sowie Schutzlacke zum Feuchte- und Isolationsschutzschutz der elektronischen Baugruppen. Eine wichtige Rolle spielt diesbezüglich das kommende Bleiverbot bei den Schutzlacken, da dies sowohl auf die Inhaltsstoffe als auch auf die Kompatibilität zu den Bleifrei-Loten Einfluss nehmen wird.

Mit dem ständigen Preisverfall elektronischer Geräte ist gleichzeitig stets eine Steigerung der Funktionsvielfalt festzustellen – dieses lässt sich an Produkten wie PCs oder Mobiltelefonen besonders deutlich nachvollziehen. Die Wechselwirkung neuer Technologien wie z.B. von Halbleitern, Batterien oder Displays auf neue Produkte findet heute nahezu zeitgleich statt, d.h., parallel mit neuen Technologien entstehen neue Massenprodukte. Die aus früheren Jahren bekannte zeitliche Verzögerung zwischen neuen Technologien – über Pilotanwendungen hin zu Massenprodukten – ist praktisch nicht mehr feststellbar. Unausbleibliche Folgen dieser rasanten Entwicklung berühren nicht nur wirtschaftliche, ökologische oder technische Aspekte, sondern üben auch einen großen Einfluss auf das zukünftige gesellschaftliche Zusammenleben in unserer Industriegesellschaft aus.

Darüber hinaus stellt sich die Frage, wie wir zukünftig die Transparenz der gigantisch angewachsenen Datenbestände an Software lückenlos gewährleisten, wenn wir die Rückwärtskompatibilität der Systeme garantieren wollen. Die in früheren Jahren noch vorhandene natürliche Barriere des begrenzenden Speicherplatzes besteht schon längst nicht mehr, sodass Software – auch unter wirtschaftlichen Aspekten – praktisch unbegrenzt wachsen kann. Dieses zieht weitreichende Konsequenzen nach sich.

In der Leiterplattenindustrie findet sich in der Wertschöpfungskette eine Vielzahl von Beschichtungsprozessen, die im Folgenden – ebenso wie die Beschichtungsstoffe – einer Umweltbewertung unterzogen werden. Einsteigen in diese Thematik kann man am besten damit, dass man klärt, was denn „gefährliche Inhaltsstoffe“ sind und welche Stoffverbote in diesem Zusammenhang existieren: Antworten darauf geben die WEEE (Waste from Electric and Electronic Equipment) und die RoHS (Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment), die 2006 in Kraft getreten sind und seither als grundlegende Regelwerke Anwendung finden [1, 2]. Bei der Betrachtung der Emissionen wiederum ist die EU-VOC-Richtlinie das entscheidende gesetzliche Regelwerk.

Mobiltelefon, Fernsehen, PC und Co.

Der oben angesprochene Trend zeichnet sich besonders an der in den letzten acht Jahren stattgefundenen Entwicklung bei den Funktelefonen ab. Neben der Nutzung neuester Technologien auf dem Halbleiter-, Akku- und Displaysektor ist parallel auch die Umstellung von Analog- auf Digitaltechnik vollzogen worden. Zusätzlich wurde der Funktionsumfang ständig gesteigert. Die Einführung des Übertragungsstandards UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) erlaubt heute schon die Übertragung kompletter Videosequenzen. Mit Realisierung des Galileo-Projektes ist die Nutzung eines satellitengestützen, europaweit einsetzbaren Mobiltelefon-Netzes zu erschwinglichen Kosten nicht mehr weit.

Für die nähere Zukunft wird dann noch die neue EU-Richtlinie (Bild 1) zur umweltgerechten Gestaltung energiebetriebener Produkte berücksichtigt werden müssen. Die zu erwartende EuP-Richtlinie (Energy using Products [3]) soll den Rahmen schaffen, um die Integration von Umweltaspekten in die Entwicklung und das Design von energiebetriebenen Produkten und damit die Verbesserung der Umweltauswirkungen dieser Produkte zu fördern. Das Ökodesign fordert, die Umweltbelastungen während des gesamten Produktlebenszyklus, also von der Rohstoffgewinnung bis hin zur Produktentsorgung, zu minimieren. Das bedeutet gleichzeitig, dass es bei Diskussionen über mögliche ökologische Alternativen nicht ausreicht, dabei nur eine Emissionsquelle in Betracht zu ziehen.

Die Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen, kurz REACH genannt, wird bezüglich der Liefersicherheit von chemischen Stoffen und Zubereitungen konkrete Auswirkungen auf alle Branchen haben. Der derzeitige Status wird hierzu kurz beschrieben.

Mit Einführung des Farbfernsehens 1967 in Deutschland haben auch Fernsehgeräte eine markante Technologie-Einwicklung durchlaufen: von der 90?/56-cm-Bildröhre bis hin zum Flachbildschirm, von einer Leistungsaufnahme mit ehemals 400 W zu heute 40 W. Ähnlich wie beim Mobilfunk wird zurzeit auch der Fernsehrundfunk flächendeckend von der alten Analogtechnik auf moderne Digitaltechnik umgestellt. Digitale Decoder, so genannte Set-Top-Boxen, stellen die Kompatibilität alter Fernsehempfänger mit neuer digitaler Übertragungstechnik sicher. Auch die Satellitenempfangstechnik von Fernsehprogrammen wird in nicht allzu langer Zeit von Analogtechnik flächendeckend auf Digitaltechnik umgestellt werden – auch hierfür sind neue digitale Sateliten-Receiver erforderlich.

Am deutlichsten wird der angesprochene Technologiewandel an den handelsüblichen PCs sichtbar. Überspringt man die Frühphase der noch primitiven Home-Computer wie des Commodore VC 20, VC 64 oder des Sinclair und betrachtet die Entwicklung mit Eintritt der nach IBM-Standard arbeitenden PCs etwa im Jahre 1985, so reicht die Palette von den zwischenzeitlich schon fast in Vergessenheit geratenen XT-PCs mit 5 1/4-Zoll-Disketten zu heutigen handelsüblichen Geräten mit DVD-Laufwerken – ohne Diskettenlaufwerk. Mit der Verfügbarkeit von (fast) unbegrenztem Speicherpotential ist auch der Speicherplatzverbrauch der Betriebssysteme, aber vor allem auch der Anwender-Programme exponentiell gestiegen – z.B. ca. 200 Mbyte für das Office-Paket von Microsoft.

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Bild 1. Neue EU-Richtlinie „Eco-Design energiebetriebener Produkte“ macht Fortschritte.

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Bild 1. Speicherchips werden alle anderen Speichermedien ersetzen – egal ob analog oder digital, magnetisch oder optisch.

Auswirkungen der Stoffverbote auf die Beschichtungsstoffe

Die Richtlinie zur Beschränkung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten bezeichnet Stoffe und deren Verbindungen als gefährlich [2]. Die RoHS verbietet definitiv die Verwendung von Blei (Pb), Cadmium (Cd), Quecksilber (Hg), Chrom-VI (Cr-VI), Polybromierten Biphenylen (PBB), Polybromierten Biphenylethern (PBBE oder PBDE). Entsprechende Ausnahmen sind in [2] formuliert.

Batterie-Technologie punktet mit Kapazitätssteigerungen

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1. Beschichtungsstoffe für die Elektronikindustrie
2. Beschichtungsstoffe für die Elektronikindustrie
3. Wechselwirkung zwischen neuen Halbleitertechnologien und den Lebenszyklen elektronischer Produkte
4. Beschichtungsstoffe für die Elektronikindustrie

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