EPSON无铅銲锡资料手册.docVIP

SeikoEpson集團

無鉛銲錫資料手冊

﹝印刷電路板裝配﹞

第一版﹝2001年6月1日﹞

無鉛銲錫之路﹝印刷電路板裝配使用﹞

SeikoEpson股份

為何需要無鉛銲錫？ P.3

SeikoEpson之鉛含量消除政策 P.4

鉛消除的方法 P.5

於SeikoEpson取得無鉛化

迴焊製程

(1)錫銀銅銲錫之迴焊情形 P.6

(2)錫銀銅銲錫之裝配特性 P.7

(3)各種錫銀銅系合金組成之裝配特性 P.11

(4)錫銀銅系銲錫於各種迴焊情形之裝配特性 P.13

(5)生產線迴焊溫度設定之應用 P.14

(6)迴焊/波焊製程之溫度控制 P.15

(7)區域陣列型包裝元件之接合可靠性 P.16

波焊製程

(1)錫銅銲錫之波焊情形 P.18

(2)錫銅銲錫之接合可靠性 P.20

(3)燈蕊效應﹝片狀隆起現象﹞ P.23

人工焊接製程﹝手焊作業製程﹞

(1)當使用錫銀銅銲錫於人工焊接之情形 P.27

(2)錫銀銅銲錫之人工焊接特徵 P.28

(3)最佳化狀況下之人工焊接特徵 P.30

(4)人工焊接修補/重工後之接合強度 P.31

4.無鉛零件腳鍍層之裝配特性 P.32

5.焊接後助焊劑殘餘之電氣化學可靠性 P.35

6.品質工程認證﹝田口工程法﹞ P.36

附錄：評估之測試元件/狀態及量測設備之使用參考

為何需要無鉛銲錫？

無鉛銲錫發展背景資訊

一般而言，在每一件電子產品中都有一個或多個電路板位於其心臟部位，而每一塊電路板亦均是由許多的電子零件所構成，利用一種將其牢繫於板面上的錫及鉛之化合物─我們將其稱為”銲錫”。雖然其中某些部分的銲錫在其電子產品不再被使用時能被回收再利用，但通常大多數的命運都是被如同工業廢棄物材料般的被掩埋於垃圾掩埋場裡。

地下水污染酸雨拋棄的電子組件鉛成分的析出無鉛化變

地下水污染

酸雨

拋棄的電子組件

鉛成分的析出

無鉛化變遷背景

對人體之影響

對血液系統之傷害

對中樞神經系統之傷害

全球環境保護意識之成長

法令規範

歐盟﹝RoHS﹞指示提案於2008.1前

家用電器回收方法等

需要無鉛銲錫

SeikoEpson之方針

保持公司競爭力與環境協調一致一直是SeikoEpson的一項基本原則，自1992年起，SeikoEpson即以帶頭完成停止使用臭氧層破壞物質─氟氯化物而領先全世界，且堅決而持續地為協助保護我們全球的環境而工作著。SeikoEpson也在1998年訂定為”次環境保護基準年”期間開始施行了許多基於必威体育精装版建立的”全面環境保護政策”之活動。例如鉛之使用─以保護全球環境的觀點出發，SeikoEpson認為其為一重要的公司全面性之問題，於是於1999年6月成立了一個無鉛化推動委員會作為其第七個專門委員會，此一無鉛化推動委員將工作直到加速推進轉變為無鉛化之環境而止。

?SeikoEpson之鉛含量消除政策

“逐步地減少電路板焊錫中鉛之使用

以於2001會計年度結束前達到無鉛化的目標”

〈基本步驟〉

“銲錫鉛”比照於將含鉛銲錫使用於電路板上之零件裝配時，最好如同鉛使用於電子零件腳上之銲錫鍍層一般。

註：此目標並不適用於當鉛之含量僅如同雜質般存在的狀況時﹝如僅有極微量之鉛存在於錫中﹞，鉛含於陶質材料時﹝如陶瓷電容器中﹞，或鉛於其他材料中時﹝如金屬或塑膠中﹞。

SeikoEpson有基於保護全球環境之承諾而確立如此之目標，而最佳的達成方法為將印刷電路板裝配的製程全面地無鉛化。基於這個結果，公司有研議出使用無鉛銲錫以達到甚至較傳統的63錫37鉛銲錫所能達到的更高之可靠性的焊錫方法。

?鉛消除之方法

為達成公司鉛消除之政策其研發需求必須依照下列的原則來進行

必須有等於或更高於現在所使用的63錫37鉛銲錫的接合強度。

在現存的環境存量及技術上有最大可能使用者。

須建立在可於室內大氣環境狀態下焊錫之技術。

當要選擇一特定的合金組成時，必須注意應找一個其於產品週期間之機械性﹝溫度疲勞特性﹞、操作性﹝焊接表現﹞、及目視檢驗性等特性至少均與現用的63錫37鉛銲錫相當之組成才行。另外，其組成成分必須是兼具有無危險性及必須是立即可使用的。SeikoEpson的研究人員開始選擇了幾種的合金組成來作為實際應用的候選者閉關研究之：錫銀合金銲錫﹝第一型：添加銅，無鉍成分；第二型：添加銅及少量的鉍；第三型：添加銅及較多量的鉍﹞，錫銅合金銲錫，錫鋅合金銲錫以及錫鉍合金銲錫。在對這些候選合金做了不同的實驗及仔細的觀察其每一銲錫合金所產生的變化結果後，SeikoEpson的研究人員最後列出了如下所列的銲錫合金作為最有希望的候選選擇，特別是在其產品週期內之接合可靠性方面之選擇。

表1.SeikoEpson之鉛消除方法

製程

圖示

銲錫構型

合金﹝熔點﹞

設備