无铅装配对PCB表面处理工艺使用材料的影响.pptVIP

第 页 无铅装配对PCB表面处理工艺、使用材料的影响 杨晓新 2006-02-25 目录 无铅装配的背景 无铅装配与含铅装配的差异 PCB的无铅控制 无铅装配对PCB表面处理工艺的挑战和影响 无铅装配对PCB使用材料的挑战和影响 无铅装配PCB产品的加工意见 无铅装配的背景－铅的危害 铅会损害生物体的血液、神经系统和生殖系统 铅在生物体内具有缓慢代谢特征 铅对儿童的危害更大 铅废弃物将污染周围水源，很难消除 ※ 铅是生物有毒物质，必须限制使用！ 无铅装配的背景－铅的管制 1883年英国制定铅中毒的预防法规 1960年代饮用水管道的焊接中禁止使用含铅焊料 1970年代颜料、涂料中禁止使用含铅物质 1980年代全球推广使用无铅汽油 2003年欧盟发布RoHS/WEEE指令 2003年中国拟定《电子信息产品生产污染防治管理办法》 。。。。。。 ※ 全球范围内的禁铅法令逐渐形成！ 无铅装配的背景－铅的替代产品 焊料：多种无铅焊料已经开发(Sn,Ag,Cu,In,Bi,Zn..) 镀层：多种无铅镀层已经开发(Sn,Ag,Ni,Au,Pd,OSP..) 元件：多种无铅元件已经开发(DIP,PLCC,QFP,BGA,CSP..) 工艺：多种应用工艺已经试验 (Reflow,Wave,Iron Soldering..) 可靠性：无铅产品可靠性已经初步验证(strength,fatigue,tin whisker..) 成本：无铅产品成本增加已经被认可接受(total10%) ※ 电子工业界无铅化的条件已经具备一定的应用基础，可以在一定的前提下逐步实行！ 无铅装配的背景－RoHS的要求 Pb1000ppm Cd100ppm Hg100ppm Cr6＋ 100ppm PBB100ppm PBDE100ppm ※ RoHS限制使用以上6种物质；实际上，各国限制使用的物质多达20种以上，但对电子制造业界影响最大的是铅的使用。 无铅装配与含铅装配的差异－铅的作用 降低焊料熔点，价格便宜，便于工业应用 降低表面张力，增强润湿能力 提高流动性，形成良好焊点外观 提高焊料电位，增强抗氧化能力 无铅装配与含铅装配的差异－装配曲线 无铅焊接PCB回流焊接参考温度时间曲线 无铅装配与含铅装配的差异－装配参数 无铅装配与含铅装配的差异－装配参数 无铅焊料的熔点与焊温平均比Sn/Pb 上升30℃以上，预热的时间与焊接的时间也相应延长 无铅装配与含铅装配的差异 无铅装配与含铅装配的差异—质量隐患 无铅装配对比含铅装配，肯定的是带来相应的成本增加，至少5-15%。减少PCB的利润空间。 对比含铅装配，无铅装配其量产稳定性、装配产品品质、以及长时间使用老化后品质可靠性等尚有待时间考验，目前还是未知数。 而在短短几年，无铅装配就已经发现有焊点孔洞、焊盘起翘浮离、锡须等品质缺陷。 无铅装配与含铅装配的差异—质量隐患 所有这些品质缺陷都与无铅装配所使用的焊料、高温、装配形成的IMC层有关，都是无铅装配惹的祸。 要命的是这些缺陷都是无法在短时间或者用一些比较好的方法进行检查。尤其是锡须和焊点空洞，锡须的增长危害电子元器件的最小电气间距，严重的引起短路，影响设备的可靠性增加表面积，容易吸附潮气、灰尘等污染物，加快焊点的腐蚀，影响焊点的长期可靠性。而对BGA，本来就比较容易出现焊接强度不足，采用无铅后，容易出现焊点空洞和可焊性不良，究竟是PCB还是PCBA不良，很容易责任纠缠不清。 一旦出现品质问题，由于PCB厂家处于供应链中间的劣势地位，吃亏的大部分是PCB厂家。 无铅装配与含铅装配的差异—关于无铅豁免 有鉴于此，为避免对重要领域使用产品的可靠性影响，部分产品都进行申请无铅豁免。目前军工、航天、汽车以及重要的大型机组经过审核确认后可以获得无铅豁免。 无铅装配与含铅装配的差异—关于无铅豁免 无铅装配与含铅装配的差异—意见和结论 无铅，不仅仅是一个概念，对PCB厂家来讲，从产品的材料选用，物性的满足，后续焊接的焊点质量保证等，需用满足整体产品质量的系统的观点来考虑，从而尽量保证无铅化产品的整机质量 。 PCB的无铅控制-无铅产品的主要要求 PCB板主要检测项目： PCB基材 阻焊涂料 字符涂料 铜箔 外层金属镀层 表面处理工艺等 无铅装配对PCB加工的挑战和影响 下面将参考无铅装配的特点，结合PCB实际加工流程，对PCB产品在表面处理工艺和材料上可能存在的挑战和影响，以及需要相应进行调整的地方，根据行业有关资料、实际生产情况、有关试验、客户信息等进行整理归纳，提供给有关部门参考。 无铅装配对PCB表面处理工艺的挑战和影响——传统含铅喷锡 焊料配比为Sn/Pb为63：37，含有