无铅装配对PCB表面处理工艺使用材料的影响.ppt

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第*页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－铅的危害第*页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－铅的管制第*页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－铅的替代产品第*页焊料：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,IronSoldering..)可靠性：无铅产品可靠性已经初步验证(strength,fatigue,tinwhisker..)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的要求第*页Pb1000ppmCd100ppmHg100ppmCr6＋100ppmPBB100ppmPBDE100ppmRoHS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－铅的作用第*页降低焊料熔点，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－装配曲线第*页无铅焊接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－装配参数第*页无铅装配与含铅装配的差异－装配参数第*页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第*页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—质量隐患无铅装配与含铅装配的差异—质量隐患第*页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，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。无铅装配与含铅装配的差异—意见和结论PCB的无铅控制-无铅产品的主要要求第*页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PCB的无铅控制-无铅产品的主要要求第*页PCB板主要检测项目：PCB基材：主要是环氧树脂板料，不存在铅影响。阻焊涂料/字符涂料：主要是环氧树脂体系，不存在铅影响。铜箔/金属镀层：主要采用电镀加工工艺，不存在铅影响。但图形电镀过程中部分产品使用镀Pb/Sn进行抗蚀，虽然其不残留在最终产品上，严格来说，不符合无铅产品的要求。表面处理工艺等：除了传统HASL