印制電路板及裝配無鉛化要求的原因
- 發(fā)布時(shí)間:2022-09-20 15:04:26
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當(dāng)前,世界各國都提出印制電路板及其裝配的無鉛化要求。為什么在印制板上,以及裝配過程與產(chǎn)品上不允許有鉛的成分?究其原因有二:一是鉛有毒,影響環(huán)境;二是含鉛焊料適用性不夠,不適應(yīng)新穎裝配技術(shù)。
鉛是一種有毒物質(zhì),人體吸收了過量的鉛會(huì)引起中毒,主要效應(yīng)與四個(gè)組織系統(tǒng)相關(guān):血液、神經(jīng)、腸胃和腎。如有容易患貧血癥,頭昏嗜睡,運(yùn)動(dòng)失調(diào),厭食嘔吐和腹痛,以及慢性腎炎等。攝入低劑量的鉛也可能對(duì)人的智力、神經(jīng)系統(tǒng)與生殖系統(tǒng)造成不良影響。
在PCB表面采用錫鉛焊料涂層,會(huì)從三方面造成危害。A。加工過程會(huì)接觸到鉛。接觸鉛的工序有以錫鉛層作抗腐蝕時(shí)圖形電鍍中電鍍錫鉛工序,腐蝕后錫鉛退除工序,熱風(fēng)整平焊錫(噴錫)工序,有的還有熱熔焊錫工序。盡管生產(chǎn)中有排風(fēng)等勞防措施,長(zhǎng)期接觸難免會(huì)受害。B。錫鉛電鍍等含鉛廢水,及熱風(fēng)整平(噴錫)的含鉛氣體對(duì)環(huán)境帶來影響。含鉛廢水來自電鍍清洗水和滴漏或報(bào)廢的錫鉛溶液,這方面廢水往往認(rèn)為含量較少,水處理又較難,因而不作處理而放入大池中去排放了。C。印制板上含有錫鉛鍍/涂層,這類印制板報(bào)廢或所用電子設(shè)備報(bào)廢時(shí)其上面的含鉛物質(zhì)尚無法回收處理,若作垃圾埋入地下,長(zhǎng)年累月后這地下水中會(huì)含有鉛,這又污染了環(huán)境。另外,在PCB裝配中采用錫鉛焊料進(jìn)行波峰焊、再流焊或手工焊操作中都有鉛氣體存在,影響人體和環(huán)境,同時(shí)在PCB上留下更多的鉛含量。
錫鉛合金焊料作為可焊和防氧化涂層,在目前高密度互連產(chǎn)品中并不完全適宜。如目前印制板表面涂覆層世界上雖有60%多是采用熱風(fēng)整平錫鉛,但碰到SMT安裝時(shí)一些微小元器件要求PCB焊接盤表面非常平整,還有元件與PCB連接盤間采用打線接合等非焊接法,則熱風(fēng)整平錫鉛層顯得平整度不夠,或硬度不夠,或接觸電阻太大等因素,就要采用非錫鉛的其它涂層。
工業(yè)產(chǎn)品的無鉛化歐洲國家最早提出,在上世界90年代中就形成法規(guī)向無鉛化進(jìn)軍?,F(xiàn)在搞得好的是日本,到2002年電子產(chǎn)品普遍實(shí)行無鉛化,2003年新產(chǎn)品均采用無鉛焊料。電子產(chǎn)品無鉛化在全球積極推進(jìn)。
印制板的無鉛化完全有條件實(shí)現(xiàn)。目前表面涂層除錫鉛合金外,已普遍采用的有有機(jī)防護(hù)涂層(OSP),有電鍍或化學(xué)鍍鎳/金,有電鍍錫或化學(xué)浸錫,有電鍍銀或化學(xué)浸銀,以及采用鈀、銠或鉑等貴金屬。在實(shí)際應(yīng)用中,一般消費(fèi)類電子產(chǎn)品采用OSP表面涂飾適宜,性能滿足和價(jià)格便宜;耐用工業(yè)類電子產(chǎn)品較多采用鎳/金涂層,但相對(duì)加工過程復(fù)雜和成本高;鉑銠等貴金屬涂層只有特別要求的高性能電子產(chǎn)品中采用,性能好價(jià)格也特高。目前在積極推廣的是化學(xué)浸錫或化學(xué)浸銀,性能好成本適中,是替代錫鉛合金涂層的優(yōu)良選擇?;瘜W(xué)浸錫或化學(xué)浸銀的生產(chǎn)工藝過程比化學(xué)浸鎳/金簡(jiǎn)單、成本低,同樣可焊性好和表面平整,并且使用無鉛焊錫時(shí)可靠性也高。
無鉛印制板應(yīng)用無鉛焊料裝配也已實(shí)現(xiàn)。無鉛焊料中錫仍是主要成份,一般錫含量在90%以上,另外加上銀、銅、銦、鋅或鉍等金屬成份。這些合金焊料成份不同而熔點(diǎn)溫度不一樣,范圍可在140℃~300℃間選擇。從使用的適應(yīng)性角度以及成本價(jià)格因素,波峰焊、回流焊和手工焊選擇溫度不一樣,焊料成份也不同?,F(xiàn)應(yīng)用的焊料如96。5Sn/3。5Ag、95。5Sn/4。0Ag/0。5Cu和99。3Sn/0。7Cu等,熔點(diǎn)溫度在210~230℃之間。
世界只有一個(gè)地球,為人類健康,為后代著想,應(yīng)創(chuàng)造良好生存環(huán)境。印制板產(chǎn)業(yè)理應(yīng)積極快速向無鉛化發(fā)展。
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