Verwendung von Zinn und Silber nach RoHS

Donnerstag, 22. September 2011 von Dr. Ron Lasky

Hallo Leute,

In einem kürzlich veröffentlichten Beitrag haben wir darüber diskutiert, dass die höheren Schmelzpunkte von bleifreiem Lot erfordern, dass die Temperaturen beim Reflow-Löten höher sind. Das heißt, dass bei der bleifreien Montage mehr Strom verbraucht wird. Wie wir jedoch berechnet haben, ist dieser erhöhte Stromverbrauch, verglichen mit dem weltweiten Stromverbrauch, sehr gering.

Eine weitere, von manchen geäußert Sorge ist die Behauptung, dass RoHS mit seinen bleifreien Anforderungen die Umwelt auf Grund der erhöhten Verwendung von Zinn und Silber in bleifreiem Lot mehr schädigt.   Sie behaupten, dass die erhöhte Verwendung dieser Metalle eine Umweltverschmutzung durch den Bergbau verursache, und den Preis dieser Metalle in die Höhe steigen lasse. Lassen Sie uns diese Behauptungen prüfen.

Prismark hat geschätzt, dass ungefähr 90.000 Tonnen Lot in Elektroniken verwendet werden, wovon etwa 80.000 für das Wellenlöten und 10.000 Tonnen für das SMT-Löten verwendet werden. Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass das für Elektroniken verwendete Lot nur ein Teil des gesamten verwendeten Lots ist. Alle Lote (Legierungen für das Hartlöten von Rohren, usw.) verbrauchen etwa 190.000 Tonnen Zinn. Lot ist der allergrößte Zinnverbraucher. Siehe Abbildung 1. 

Wenn Zinn-Blei-Lot  noch immer vorwiegend verwendet werden würden, würde der jährliche Zinnverbrauch bei ungefähr 57.000 Tonnen (90.000 x 63% Zinn) liegen. Bei bleifreiem Lot werden jährlich etwa 88.000 Tonnen (90.000 x 98% Zinn) Zinn verwendet. Dies ist eine offensichtliche Zunahme des jährlich verbrauchten Zinns von etwa 30.000 MT. Man sollte jedoch beachten, dass bleifreies Lot etwa 14% leichter ist als Zinn-Blei-Lot. Mit diesem Wissen und dem Wissen, dass der Lotverbrauch beim Wellenlöten (das Wellenlöten macht fast 90% des gesamten Lotverbrauchs in der Elektronikmontage aus) sich nach dem Volumen richtet und nicht nach dem Gewicht (d.h. es wird etwa die gleiche Fillet-Größe angenommen), wird etwa die Hälfte dieser Zunahme kompensiert. 

Dies ist jedoch alles ein bisschen verwirrend, weshalb es vielleicht am besten ist, sich nur den Zinnverbrauch anzuschauen. Laut United States Geological Survey (USGS) werden jedes Jahr etwa 300.000 Tonnen Zinn abgebaut. Abbildung 2 zeigt eine Grafik, welche die weltweite Zinnproduktion in Minen pro Jahr abbildet (recyceltes Zinn wird in dieser Grafik nicht abgebildet).  Die jährlich in den USA verbrauchte Menge an veredeltem Zinn ist in Abbildung 3 dargestellt. Abbildung 3 beinhaltet etwa 15.000 Tonnen recyceltes Zinn pro Jahr. Das Recyceln von Lot ist äußerst kosteneffektiv. Scott Mazur hat neulich darauf hingewiesen (Printed Circuit Design and Fab and Circuits Assembly, Seite 36, August 2011), dass das Recyceln von Lotschlacke 10 Mal kosteneffektiver ist, als das Recyceln von Aluminiumdosen.

Wenn man sich diese Grafiken anschaut, fällt es schwer zu behaupten, dass der Zinnverbrauch seit RoHS gestiegen ist. Es zeigt sich, dass der Zinnverbrauch mehr durch die Wirtschaft beeinflusst wird, und dass man kaum eine Beeinflussung durch das Inkrafttreten der RoHS  im Juli 2006 feststellen kann.

Abbildung 2. Weltweite Zinnproduktion in Minen 

Die meisten Lote für das Wellenlöten beinhalten wenig oder gar kein Silber. Etwa 3% von den 10.000 Tonnen an SMT-Lot oder 300 MT Silber werden für Elektroniken verwendet. Das sind ungefähr 1,5% der 22.000 MT Silber, die jährlich produziert werden. Der Silberverbrauch in Elektroniken schafft es wohl bei keinem auf die Liste der höchsten Silberverbraucher.

Abbildung 3. Der Zinnverbrauch der USA hat seit Inkrafttreten der RoHS abgenommen.

Der Verbrauch an Lot für Elektroniken seit RoHS hat also weder zu einem höheren Zinnverbrauch geführt, noch ist er ein signifikanter Faktor beim Silberverbrauch. Deshalb ist es höchst unwahrscheinlich, dass der Zinn- und Silberverbrauch in Elektroniken einen wesentlichen Einfluss auf die wuchtigen Preiserhöhungen 2011 hatte.

Bis bald!

Dr. Ron

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