無鉛制程導(dǎo)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(jìn)行各項(xiàng)相關(guān)製程的變更然而在變更的同時(shí)勢(shì)必會(huì)發(fā)生許許多多的問題這些問題該如何克服在導(dǎo)入無鉛製程的同時(shí)又該注意什麼事情如何制定無鉛製程導(dǎo)入的流程以下的說明希望能夠提供給電子業(yè)界先進(jìn)一些幫助。在無鉛製程當(dāng)中要了解的事項(xiàng)繁多因此建議先從以下7大方向來加以討論：1.各國相關(guān)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(shè)備應(yīng)注意事項(xiàng)

2、5.焊接材料的選擇6.製程變更7.可靠度試驗(yàn)1.各國相關(guān)無鉛法令:1.1歐盟目前歐盟已針對(duì)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(jià)鉻””PBB””PBDE’s”這六項(xiàng)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(xiàng)物質(zhì)可能衝擊的產(chǎn)品。目前使用的電子產(chǎn)品鉛電機(jī)電子設(shè)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(dòng)元件銲接材料紅外線偵測(cè)器半導(dǎo)體PVC…等汞溫度計(jì)感應(yīng)器醫(yī)療器材電訊設(shè)備手機(jī)….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(huì)(JEIDA)、日本工業(yè)規(guī)格協(xié)會(huì)(JIS)…等都已經(jīng)正在進(jìn)行草擬各種相關(guān)的無鉛規(guī)格要求在此之前日本各相關(guān)知名廠商如SONYNECHITACHIPANASONICTOSHIBA….等等都已經(jīng)明定出禁鉛的相關(guān)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(duì)導(dǎo)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(huì)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(shí)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(duì)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(yù)計(jì)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(duì)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(tái)瓦數(shù)至少達(dá)到80瓦以上溫度同樣設(shè)定在350~380℃在熱補(bǔ)償速度足夠下即可順利進(jìn)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(diǎn)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(rèn)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(dǎo)致其擴(kuò)散性降低進(jìn)而影響到吃錫的效果!雖然有些廠商仍然會(huì)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(diǎn)227℃)此合金是目前用於波焊製程當(dāng)中價(jià)格最

7、便宜的合金也是美國NEMI協(xié)會(huì)所推薦使用的合金缺點(diǎn)是所需的作業(yè)溫度比較高(270~280℃)。另外為了加強(qiáng)此合金焊接後的強(qiáng)度會(huì)在此合金當(dāng)中添加微量的Ni(大約0.1%)。c.錫銀銅(SnAg3~4%Cu0.5~1熔點(diǎn)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(xì)合金範(fàn)圍：(1)美國NEMI協(xié)會(huì)(Sn95.5Ag3.9Cu0.6)(2)日本JEIDA協(xié)會(huì)(Sn96.5Ag3.

8、0Cu0.5)(3)歐盟(Sn96.5Ag3.8Cu0.7)不論上述協(xié)會(huì)所推薦合金組成為合只要是在(SnAg3~4%Cu0.5~1)這個(gè)範(fàn)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(duì)

9、錫銀銅的一些缺點(diǎn)進(jìn)行改善例如焊點(diǎn)裂痕凹洞..等在錫銀銅合金當(dāng)中添加”鎳”可以促進(jìn)合金組織細(xì)微化增加焊點(diǎn)強(qiáng)度添加“鍺”由於此金屬的比重較輕(約5.36)因此會(huì)在銲錫表面層形成一層類似保護(hù)膜的作用進(jìn)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(shè)計(jì):由於無鉛焊材的擴(kuò)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(shè)計(jì)甚至長寬都再加長!Profile的設(shè)計(jì):參考錫膏供應(yīng)商所