無鉛制程導(dǎo)入建議流程17358

1、無鉛制程導(dǎo)入建議流程無鉛制程導(dǎo)入建議流程無鉛製程導(dǎo)入建議流程距離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(guó)相關(guān)無鉛法令2.PC

2、B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)5.焊接材料的選擇6.製程變更7.可靠度試驗(yàn)1.各國(guó)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(guó)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

3、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CRT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

4、….等等都已經(jīng)明定出禁鉛的相關(guān)條文(例如SONY之SS00259)1.3美國(guó)美國(guó)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(guó)目前全世界最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地”中國(guó)”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

5、製程上的PCB基板不外乎有六種材質(zhì)可以選擇:a.鍍金板(ElectrolyticNiAu)b.OSP板(ganicSolderabilityPreservatives)c.化銀板(ImmersionAg)d.化金板(ElectrolessNiAuENIG)e.化錫板(ImmersionTin)f.錫銀銅噴錫板(SACHASL)以上六種板材由於化錫板與錫銀銅噴錫板的製程尚未成熟在市場(chǎng)上接受度還有疑慮情形之下在此先不進(jìn)行討論a.鍍金板這是目

6、前現(xiàn)有的所有板材中最穩(wěn)定也最適合使用於無鉛製程的板材尤其泛的使用!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)格最便宜的合金也是美國(guó)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(chǎng)上最被接受的合金組成用於市場(chǎng)上不同的配方比例有好幾種

7、以下說明世界各國(guó)組織所建議的詳細(xì)合金範(fàn)圍：(1)美國(guó)NEMI協(xié)會(huì)(Sn95.5Ag3.9Cu0.6)(2)日本JEIDA協(xié)會(huì)(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)(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(chǎng)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

8、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)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(rùn)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

9、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(zhǎng)寬都再加長(zhǎng)!Profile的設(shè)計(jì):參考錫膏供應(yīng)商所提供的profile即可!尤其在冷卻區(qū)的部分一定要提高冷卻速率否則將會(huì)有錫凹或者錫裂的現(xiàn)象發(fā)生b.DIP製程治具的設(shè)計(jì):由於無鉛焊材的流動(dòng)性較差若要改變流動(dòng)性就必須將溫度提高但是又要確保零件可以承受因此治具設(shè)計(jì)的重要性就顯的重要多了。Profile的設(shè)計(jì):參考錫膏供應(yīng)商所提供的profile即

10、可!但是在波焊爐的出口建議加裝急速冷卻的系統(tǒng)避免焊點(diǎn)出現(xiàn)錫裂的現(xiàn)象!c.檢測(cè)製程:AOI檢測(cè):由於無鉛焊材的焊點(diǎn)表面為霧狀因此原先使用於含鉛焊點(diǎn)所設(shè)定的參數(shù)必須做調(diào)整ICT檢測(cè):若使用OSP板材則PCB基板上的測(cè)試點(diǎn)必須要塗佈錫膏如此才可避免探針無法接觸測(cè)試點(diǎn)而造成誤判的情況發(fā)生7.可靠度試驗(yàn)當(dāng)完成後的無鉛組裝板必須執(zhí)行以下幾項(xiàng)的測(cè)試以確保產(chǎn)品的可靠度:a.振動(dòng)試驗(yàn)(VibrationTest)b.熱衝擊(或者是熱循環(huán))測(cè)試(Therm