Die RoHS-Richtlinie 2011/65/EU (Restriction of Hazardous Substances) des Europäischen Parlaments und des Rates beschränkt die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten. Diese Richtlinie regelt die Verwendung und das Inverkehrbringen von Gefahrstoffen in Elektrogeräten und elektronischen Bauelementen. Die vollständige Richtlinie kann auf der offiziellen EUR-Lex-Website eingesehen werden. In Deutschland wurde zur Umsetzung der Richtlinie die Elektro- und Elektronikgeräte-Stoff-Verordnung geschaffen.
Nach der RoHS-Richtlinie ist Blei in elektronischen Anwendungen grundsätzlich verboten. Allerdings gibt es eine Reihe von Ausnahmen für den Einsatz von Blei, die in der RoHS-Richtlinie 2011/65/EU Anhang III genau definiert sind und deren Verfallsdatum regelmäßig überprüft wird. Blei als Legierungselement in Stahl, Aluminium und Kupfer ist in Ausnahme 6 a) bis c) geregelt, Blei in hochschmelzenden Loten in Ausnahme 7 a) und Blei in elektrischen und elektronischen Bauelementen aus Glas oder Keramik in Ausnahme 7 c).
Im Januar 2025 hat die EU-Kommission neue Änderungen und Anpassungen bezüglich der Gültigkeitsdaten und Anwendungsbereiche der Ausnahmen vorgeschlagen. Kommen keine Einwände aus der Industrie, treten die Entwürfe in Kraft.
Die Ausnahme 7 c) der RoHS-Richtlinie erlaubt nach derzeitigem Stand den Einsatz von Blei in Bauteilen, wenn das Blei in einem Glas oder einer Keramik oder in einer Glas- oder Keramikmatrixverbindung enthalten ist.
Die Ausnahme 6 a) der RoHS-Richtlinie erlaubt nach derzeitigem Stand den Einsatz von bis zu 0,35 % Blei als Legierungselement in Stahl.
Die jüngste Anpassung der Ausnahmeregelung sieht nun vor, dass Mitte 2025 neu entschieden wird, wie mit den Ausnahmen weiter umgegangen wird. Dennoch ist es ratsam, sich baldmöglichst um Alternativen zu bleihaltigen Bauelementen umzuschauen, auch um bei Anwendungen mit Produktlebensdauern über das Ablaufdatum hinaus, aufwendige Neuqualifizierungen von Geräten oder teure Redesigns zu vermeiden.
Elektronische Bauelemente gelten nach der Norm JEDEC J-STD-609A als RoHS-gemäß, wenn sie die maximale Konzentration von 0,1 % des Gewichts eines homogenen Materials nicht überschreiten. Sie sind nicht notwendigerweise tatsächlich absolut bleifrei.
Die Varistoren der Produktfamilie WE-VS SMT für den Einsatz in Überspannungsschutzanwendungen mit kurzer Reaktionszeit, geringem Leckstrom und Nickel-Sperrschicht für einen bleifreien Lötprozess konnten bisher in der Keramik nicht auf Blei verzichten.
Ein neuer Materialmix sowie ein angepasster Herstellungsprozess ermöglicht es nun auf Blei in der Keramik zu verzichten. Die bisherigen Varistoren WE-VS werden vollständig ersetzt mit bleifreien Komponenten. Als “Bleifrei” gilt ein Bleianteil von unter 1000 ppm (0,1 %). Eine Veränderung der Rezeptur mit erlaubten Stoffen sowie die Anpassung der Herstellungsprozesses, hat dazu geführt, dass das elektrische, mechanische und thermische Verhalten den bisherigen Produkten entspricht. Zuverlässigkeitstests nach AEC-Q200 einschließlich eines Lebensdauertests von 1000 Stunden bei 125 °C und max. DC-Spannung bestätigten die Robustheit der neuen bleifreien Varistoren.
Bei der bleifreien Familie WE-VS wurde ein Eins-zu-eins-Ersatz angestrebt, so dass die meisten Kunden die neuen Bauteile ohne schaltungstechnische Anpassung in ihre Anwendung integrieren können. Allerdings können ausgewählte elektrische Parameter leicht abweichen, so dass ein Test in der Zielanwendung anzuraten ist.
SMT-Spacer sind grundsätzlich nur als mechanische Haltekomponenten konzipiert, die keinen Strom führen sollen. Ein neuer Materialmix sowie ein angepasster Herstellungsprozess ermöglicht es nun den Bleigehalt in der Stahllegierung von bisher 0,35 % gemäß Ausnahme 6 a) auf vollständig RoHS-konforme unter 0,1 % zu reduzieren.
Die Stahllegierung wird zwar verändert, doch die Oberflächenbeschichtung der bleifreien SMT-Spacer bleibt unverändert und stellt damit ein unverändertes Lötverhalten mit gleichen mechanischen Eigenschaften sicher.
