無鉛制程導入建議流程17358

1、無鉛制程導入建議流程無鉛制程導入建議流程無鉛製程導入建議流程距離2006年7月1日電子產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.PC

2、B基板材質的選擇3.無鉛零件材質的選擇4.焊接設備應注意事項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。以下為這六項物質可能衝擊的產品。目前使用的電子產品鉛

3、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CRT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)展協會(JEIDA)、日本工業(yè)規(guī)格協會(JIS)…等都已經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

4、….等等都已經明定出禁鉛的相關條文(例如SONY之SS00259)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協會及一些世界知名的電子大廠(例如HPDELLIBM….等)都已經擬定禁鉛的時程。1.4中國目前全世界最大的電子產品生產基地”中國”針對無鉛化的到來已制定”電子信息產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上接受度還有疑慮情形之下在此先不進行討論a.鍍金板這是目

6、前現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227℃)此合金是目前用於波焊製程當中價格最便宜的合金也是美國NEMI協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

7、以下說明世界各國組織所建議的詳細合金範圍：(1)美國NEMI協會(Sn95.5Ag3.9Cu0.6)(2)日本JEIDA協會(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)(3)歐盟(Sn96.5Ag3.8Cu0.7)不論上述協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品上面還包括有”錫鋅”系列的產品或者是”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

9、用於Sn63Pb37製程將鋼板內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有錫凹或者錫裂的現象發(fā)生b.DIP製程治具的設計:由於無鉛焊材的流動性較差若要改變流動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計的重要性就顯的重要多了。Profile的設計:參考錫膏供應商所提供的profile即

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