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材料知识4~有铅的介绍
材料知識-4 有(無)鉛的介紹 2005.6 編製 「無鉛銲錫」緣起與法規要求 鉛屬於重金屬會沉積在人體內,血液中含量超過25 mg/dl就出現中毒現象,影響到神經系統、生殖系統造成新生兒IQ降低(智障兒),且鉛會溶於酸性水中(酸雨),在土壤中會擴散難以回收 在90年代初期美國先有無鉛之提議,美國環保署(EPA)希望美國民之血液含鉛量能由12.8 mg/dl降至2.8 mg/dl,並規定TRI (Toxics Release Inventory)廠商使用申報量由25000 lb/year降至100 lb (原規劃為10 lb/year) 電子產品無鉛化是此次綠色環保要求中重要一環,以資訊通信電子製造業而言,錫鉛銲材禁用對國內廠商影響最為深遠,其變動包括使用無鉛銲錫、PCB及零件腳鍍層無鉛化,及零件內部接點無鉛化 為因應RoHS 指令,大部分企業直接採用材料取代的方式,以不受限制的材料來取代指令中禁用的材質,關鍵銲材選用方面,目前以錫銀銅(SAC)合金為主流,但日本部份廠商仍未放棄低溫銲材如錫鋅合金研究、錫銅鎳合金則被用於波焊以解決爐壁蝕穿問題 「無鉛銲錫」緣起與法規要求 電子產品無鉛化議題方面,雖是美國開始,但90年代末期趨於冷淡,只有IPC 1999發表「美國無鉛銲錫發展藍圖(Roadmap)」之後並無明確進展,原定2004第一季出版的研究報告亦因故有所延遲 同時間,日本電子產業積極推動無鉛化,各大廠爭先恐後推出無鉛產品,尤其SONY因PS-2電源線含鎘事件遭受頗鉅損失,日本企業對此議題皆嚴陣以待 「無鉛」要求是一個方向趨勢,可是鉛會自然存在許多不同材料中,在檢驗法規符合性第一個問題是: 多少濃度以下才被認定為「無鉛」? 逐漸形成之共識是以「在每一均勻材質(in each homogeneous material)皆 0.1 wt.%」為判定標準,也就是說不是以裝備、PCB、或零件總重為基礎,產品需要進行拆解再分析測試判斷 「無鉛銲錫」各國產業進展及對我國製造業者之影響 根據日本JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association)於2002.09公佈的「Lead-free Roadmap 2002(ver. 2.1)」及英國SOLDERTEC公司2003.02所公佈之「Second European Lead-free Soldering Technology Roadmap 2002」,歐洲產業針對無鉛化仍有46%左右未擬定因應策略,歐洲大廠有47%會全球同步要求無鉛化,有9%會主動提供海外技術協助、72%被要求時才提供,SMT/Through hole零組件能耐受新製程條件(波焊260℃/10 Sec)有24%及18%、不確定的有52%及64%、可能無法承受的有24%及18% 「無鉛銲錫」各國產業進展及對我國製造業者之影響 依據2002.12東京舉行之「第二屆世界無鉛高峰會(the second lead-free world summit)」結論可摘要如下: 由JEITA與SOLDERTEC草擬「Framework for an International Lead-free Soldering Roadmap」做為電子業無鉛化之指導綱要 建議以0.1 wt.%做為(法規)無鉛之判定標準 建議採用「錫銀銅」銲錫 證明現有PWB仍適用新無鉛銲錫製程 針對重工/再利用需要,零組件有標示使用材料成分之需求,但相關標示方法標準仍待討論 鉛禁用之時程表 (1)零件業: 2001.12:開始供應無鉛零件 2003.12:零件端子(terminal)完全無鉛 2004.12:零件腳電鍍完全無鉛 (2)組裝業: 2002.12:開始製造無鉛產品 2005.12:所有產品完全無鉛化 上述時程是指產業平均時程,領導廠商會超前一年,而技術跟隨者會延後兩年左右;但要注意RoHS 2006.7之規定不變,廠商必需要自行控制進度 「無鉛銲錫」各國產業進展及對我國製造業者之影響 由於我國電子產業在全球資訊電子供應鍊中主要負責OEM、ODM等製造者角色,面對無鉛化要求時我國業者承受壓力將遠大於國外產業,因為無鉛錫銲製程是電子產品無鉛化核心,加上客戶不只一家各個客戶要求又不盡相同甚至有所衝突,使問題更形複雜 面對無鉛化要求我國業者需面對之議題 (1).新材料評估及選用 在產品無鉛化過程可能涉及的材料有油墨、無鉛銲錫、PCB及零件腳鍍層等,選擇新材料會考慮其品質特性、法規符合性、不同零組件相容性、成本,及專利問題 (2).客戶關係與溝通能力 由於不同客戶對無鉛銲錫可能有不同要求,但製程標準化是追求生產管理效率重要因子,國內廠商需以技術資料與
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