无铅制程导入流程

焊料从发明到使用，已有几千年的历史。

Sn／Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到人们的重用，现已成为电子组装焊接中的主要焊接材料。

但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害。

从保护地球村环境和人类的安全出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料的呼声越来越强烈，这种具有悠久应用历史的Sn／Pb焊料，将逐渐被新的绿色焊料所替代，在进入二十一世纪时，这将成为可能。

人体通过呼吸，进食，皮肤吸收等都有可能吸收铅或其化合物，铅被人体器官摄取后，将抑制蛋白质的正常合成功能，危害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍、贫血、高血压等慢性疾病。

铅对儿童的危害更大，会影响智商和正常发育。

电子工业中大量使用的Sn／Pb合金焊料是造成污染的重要来源之一，在制造和使用Sn ／Pb焊料的过程中，由于熔化温度较高，有大量的铅蒸气逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。

波峰焊设备在工作中产生的大量的富铅焊料废渣，对人类生态环境污染极大。

近年来有关地下水中铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB上所含的铅也不容忽视。

以美国为例，每年随电子产品丢弃的PCB约一亿块，按每块含Sn／Pb焊料10克，其中铅含量为40％计算，每年随PCB丢弃的铅量即为400吨。

当下雨时这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。

对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累，就会引起铅中毒。

二十世纪九十年代初，由美国国会提出了关于铅的限制法案，并由工作小组着手进行无铅焊料的研究开发活动。

目前，美国已在汽车、汽油、罐头、自来水管等生产和应用中禁止使用铅和含铅焊料。

但该法案对电子工业产生的效能并不大，在电子产品中禁止使用含铅焊料进展缓慢。

欧洲和日本等发达国家对焊料中限制铅的使用也很关注。

对于居住环境意识较强的欧洲，欧盟于1998年通过法案，已明确从2004年1月1日起任何制品中不可使用含铅焊料，但因技术等方面的原因，在电子产品中完全禁止使用铅有可能推迟至2008年执行。

一、无铅解说：1.无铅锡的产生背景随着人类文明的进步，人们的环境意识增强，保护自然环境、维护生态平衡渐成时尚。

我们现使用的含铅锡料中的铅对人类的健康起着不良影响。

人们可能在铅的环境下，通过饮食或吸入而发生铅中毒。

在电子产品的组装生产过程中，有足够产生含铅气体的条件（高温度处理）。

在一般采取的预防措施中，如进行波峰焊炉的清洁保养和清除锡渣等工作时使用口罩；在和含铅材料（锡膏、焊条等）有直接接触后确保饮食前有很好的清洗；工厂禁止在有含铅物的环境中进食等等，铅中毒的可能性是非常微小的，电子制造工业界中，铅毒的问题虽然已被意识到，但是并未十分受到重视。

然而，为什么我们在电子业中还致力于开发无铅锡焊接技术呢？主要的考虑点来自于人们最担心电子产品废件的处理。

担心如果电子废品没有得到适当的处理，比如把含铅的电路板（焊点中带大量的铅）废弃在自然环境中，这些铅遇雨后变成易溶于水的形态，将慢慢地污染地下水，特别是遇到含有硫酸和硝酸的酸性雨的情况下，更会促进铅的溶解（见表1）。

表1铅污染机理和对水的溶解性对以地下水为饮用水源的人们，如果所饮用的水中铅含量过高，随着时间的延长，铅在体内积累过多，便会引起铅中毒。

也就是铅被人体消化器官、呼吸器官摄取后，铅与人体内蛋白质进行结合抑制人体内蛋白质的正常合成功能。

侵害人体中枢神经，造成神经混乱、生殖功能障碍、贫血和高血压等疾病。

儿童更容易受铅的侵害，如果儿童血液中铅含量上升，对IQ （智能指数）会产生有害的影响。

为此从98年初一些大电子厂如松下和新力等也以发展和开始在某些产品上采用无铅焊接的技术。

现我们公司使用的无铅锡料便是由松下公司研制的Sn 99.14 Cu 0.6（Sn100C ）型无铅锡，虽然目前在无铅锡的实用过程中还有一些困难，但推行无铅锡只是时间问题了。

2. 欧盟指令随着欧洲WEEE 法规要求在2006年前分阶段废止电子焊接中铅的使用，日本及其它相关国家在努力更早的达到相同的目标，无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。

制程技术与材料分析工程目录1.產品設計之可製造性(DFM)作業 (3)1.1. 何謂DFM.................................................................................... 错误！未定义书签。

1.2. DFM使用時機 ............................................................................ 错误！未定义书签。

1.3. DFM的作業流程（圖1）........................................................... 错误！未定义书签。

1.4. DFM檢核表之訂定與使用 .......................................................... 错误！未定义书签。

1.5. 關鍵性的PCB DFM準則............................................................ 错误！未定义书签。

2.材料選用.......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1. 間接材料選擇–錫膏選擇........................................................... 错误！未定义书签。

2.2. 間接材料的選用準則-助焊劑....................................................... 错误！未定义书签。

2.3. 直接材料的選用準則–印刷電路板(PCB) ................................. 错误！未定义书签。

【精品文档】无铅制程导入建议流程W O R D
文档
本文仅供学习使用
不得使用在其他用途
学习完毕请自行删除
多谢合作
℃以上,另外零件腳的鍍層合金組成, Ni/Pd/Au , Ni/Pd,Matte Sn(非亮面)(Sn / 1-3%Bi or Sn / 1-5%Ag)都是可以適用的,至於BGA或者CSP 等零件的銲錫球建議使用Sn/Ag(3-4%)/Cu(0.5-1)此合金組成
4. 焊接設備應注意事項
後的急速冷卻就變的相當重要了,一般降溫速度將由以往的1℃/sec 至少提升
到2℃/sec以上會來的比較恰當!因此坊間都已經有水冷式的
reflow問世了。

实用文档
b. Dip設備
以往用於63/37製程的波焊爐是無法使用於無鉛製程,主要原因為無鉛錫棒
的熔點都較以往提升30~40℃,因此錫槽的加熱功率一定要提高,如
的錫絲熔點已經比以往提高30℃以上,假设繼續使用此焊台的話,溫度一定要
調整到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
实用文档
降低,因此建議必須要全面更換無鉛專用焊台,瓦數至少達到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
所推薦使用的合金,缺點是所需的作業溫度比較高(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%)。

实用文档
c. 錫銀銅(Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1熔點219℃
实用文档。

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出禁鉛令,並擬定所謂的RoHS指令,此條文中明確規定”鉛”,”汞”,”鎘”,”六價鉻”,”PBB”,”PBDE’s”這六項物質不得存在或者超出所規定的含量,並規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 日本日本電子工業發展協會(JEIDA)、日本工業規格協會(JIS)…等都已經正在進行草擬各種相關的無鉛規格要求,在此之前,日本各相關知名廠商如SONY,N EC,HITACHI,PANASONIC,TOSHIBA….等等都已經明定出禁鉛的相關條文(例如SONY 之SS00259)1.3 美國美國的電子業界原先針對導入無鉛化製程的態度原本就不是那麼積極但是在世界環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HP,DELL,IBM….等)都已經擬定禁鉛的時程。

无铅制程导入面临问题及解决方案1 引言实施无铅化电子组装，许多企业并不主动，而是在各种压力下才转为无铅化生产。

外来压力主要包括法令规定、环保要求、市场利益、用户需求、有害物质回收处理和无铅技术方面等。

无铅化电子组装实施5步法，即：〔1〕选择正确的物料和设备，〔2〕定义制程工艺；〔3〕建立可靠的制造工艺：收集分析数据，排除制程中缺陷；〔4〕执行无铅化生产：生产开始后仔细跟踪制程并作必要的调整；〔5〕控制并改良制程：持续不断的跟进、监控和分析数据，并良好控制整个制程。

2 物料选择2.1 PCB无铅化制造中涉及许多与PCB有关的问题，包括设计、材料和工艺等，特别需要关注和控制的问题有：可焊性及热过程中可焊性的退化问题；较低CTE基材选用问题；合适的焊盘涂层材料选择问题；焊接过程中大尺寸PCB下垂变形问题；高温下基板z轴的热膨胀系数导致通孔可靠性问题；基材高温分解引起的可靠性问题；基材吸水后在高温再流过程中可能导致的内部分层、玻璃纤维和树脂界面接合的退化问题；另外还有兼容性和长期可靠性问题。

基材对于简单产品，焊接温度为235－240摄氏度，对于大热容量的复杂产品，可能需要260摄氏度高温才能满足要求，传统PCB基材大量使用溴化环氧树脂等含卤素聚合物的阻燃材料〔含PBB和PBDE〕，在无铅工艺高的焊接温度下可能出现不可接受的变色、起皮和变形，而且容易释放出高毒性物质〔如二恶英等致癌物〕，另外焊接温度升高，由于材料的CET不匹配，尤其是Z方向，易造成多层结构的PCB金属化孔镀层断裂，一般玻璃转化温度Tg前后，都要求有较低的CTE，如图1中B为合适的材料选择。

常用FR4的Tg在135摄氏度左右，Tg下树脂、玻璃纤维的CTE与Cu〔16×16－6/k〕相似，而在Tg－260摄氏度间Z轴CTE较大，〔80－90×10－6/k〕，基于外观要求、设计难度和绿色制造等理由，无铅化用PCB应转向使用Tg较高的FR4、FR5或CEMn基材有助于降低不匹配产生的应力，但后两者成本较高，表1和图2为不同钎料焊接温度对PCB基材的性能要求。