無鉛制程導入建議流程

1、距離2006年7月1日電子產(chǎn)品全面無鉛化的日子越來越接近了電子業(yè)界為了符合此一潮流都正在如火如荼的進行各項相關製程的變更然而在變更的同時勢必會發(fā)生許許多多的問題這些問題該如何克服在導入無鉛製程的同時又該注意什麼事情如何制定無鉛製程導入的流程以下的說明希望能夠提供給電子業(yè)界先進一些幫助。在無鉛製程當中要了解的事項繁多因此建議先從以下7大方向來加以討論：1.各國相關無鉛法令2.PCB基板材質(zhì)的選擇3.無鉛零件材質(zhì)的選擇4.焊接設備應注意事項

2、5.焊接材料的選擇6.製程變更7.可靠度試驗1.各國相關無鉛法令:1.1歐盟目前歐盟已針對電子產(chǎn)品發(fā)出禁鉛令並擬定所謂的RoHS指令此條文中明確規(guī)定”鉛””汞””鎘””六價鉻””PBB””PBDE’s”這六項物質(zhì)不得存在或者超出所規(guī)定的含量並規(guī)定所有的歐盟成員國必須於2004.8.13以前完成立法並於2006.7.1正式執(zhí)法。以下為這六項物質(zhì)可能衝擊的產(chǎn)品。目前使用的電子產(chǎn)品鉛電機電子設備電池鉛管汽油添加劑顏料PVC安定劑燈泡之玻璃CR

3、T或電視之陰極射線管銲接材料…等鎘被動元件銲接材料紅外線偵測器半導體PVC…等汞溫度計感應器醫(yī)療器材電訊設備手機….等PBB&PBDE’s各式電子產(chǎn)品PCB元件電線塑膠蓋….等1.2日本日本電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會(JEIDA)、日本工業(yè)規(guī)格協(xié)會(JIS)…等都已經(jīng)正在進行草擬各種相關的無鉛規(guī)格要求在此之前日本各相關知名廠商如SONYNECHITACHIPANASONICTOSHIBA….等等都已經(jīng)明定出禁鉛的相關條文(例如SONY之SS002

4、59)1.3美國美國的電子業(yè)界原先針對導入無鉛化製程的態(tài)度原本就不是那麼積極但是在世界環(huán)保潮流的推波助瀾下包括NEMI協(xié)會及一些世界知名的電子大廠(例如HPDELLIBM….等)都已經(jīng)擬定禁鉛的時程。1.4中國目前全世界最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地”中國”針對無鉛化的到來已制定”電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法”並預計於2005年1月1日起開始施行。2.PCB基板材質(zhì)的選擇目前可用在無鉛製程上的PCB基板不外乎有六種材質(zhì)可以選擇:a.鍍金板(El

5、ectrolyticNiAu)b.OSP板(ganicSolderabilityPreservatives)c.化銀板(ImmersionAg)d.化金板(ElectrolessNiAuENIG)e.化錫板(ImmersionTin)調(diào)整到420~450℃以上才可以將無鉛錫絲溶化但是相對烙鐵頭的壽命也將降低因此建議必須要全面更換無鉛專用焊臺瓦數(shù)至少達到80瓦以上溫度同樣設定在350~380℃在熱補償速度足夠下即可順利進行錫絲焊接製程5.

6、焊接材料的選擇目前市場上無鉛焊材的主流仍然是以:錫銀、錫銅、錫銀銅為主a.錫銀(Sn96.5Ag3.5熔點221℃)這種合金在沒有討論無鉛製程之前就已經(jīng)被使用在一些電子產(chǎn)品上了在無鉛製程被提出後本來認為可以用來取代原先的SnPb製程但由於此合金的表面張力較大導致其擴散性降低進而影響到吃錫的效果!雖然有些廠商仍然會使用到此合金但並沒有受到電子業(yè)界的廣泛的使用!b.錫銅(Sn99.3Cu0.7熔點227℃)此合金是目前用於波焊製程當中價格最

7、便宜的合金也是美國NEMI協(xié)會所推薦使用的合金缺點是所需的作業(yè)溫度比較高(270~280℃)。另外為了加強此合金焊接後的強度會在此合金當中添加微量的Ni(大約0.1%)。c.錫銀銅(SnAg3~4%Cu0.5~1熔點219℃)此合金是目前市場上最被接受的合金組成用於市場上不同的配方比例有好幾種以下說明世界各國組織所建議的詳細合金範圍：(1)美國NEMI協(xié)會(Sn95.5Ag3.9Cu0.6)(2)日本JEIDA協(xié)會(Sn96.5Ag3.

8、0Cu0.5)(3)歐盟(Sn96.5Ag3.8Cu0.7)不論上述協(xié)會所推薦合金組成為合只要是在(SnAg3~4%Cu0.5~1)這個範圍都是被電子業(yè)界所接受的d.其他合金至於目前市場上尤其是日本方面使用在無鉛的產(chǎn)品上面還包括有”錫鋅”系列的產(chǎn)品或者是”錫銀銦””錫銀鉍”….等等這些合金通常都是使用在某些特定產(chǎn)品上。e.錫銀銅鎳鍺五元合金目前錫銀銅系列的合金還有一款值得推薦”錫3.0銀0.5銅0.06鎳0.01鍺”此種合金組成特別針對

9、錫銀銅的一些缺點進行改善例如焊點裂痕凹洞..等在錫銀銅合金當中添加”鎳”可以促進合金組織細微化增加焊點強度添加“鍺”由於此金屬的比重較輕(約5.36)因此會在銲錫表面層形成一層類似保護膜的作用進而阻止合金氧化增加潤濕的能力。6.製程變更a.SMT製程鋼板的設計:由於無鉛焊材的擴散性較差因此以往用於Sn63Pb37製程將鋼板內(nèi)縮的開法將不再可行建議將鋼板開孔與Pad以1:1的比例設計甚至長寬都再加長!Profile的設計:參考錫膏供應商所