線路闆制成組件是無鉛化關鍵環節

電(diàn)子産(chǎn)品可靠性與環境試驗研究所可靠性研究分析中心副主任羅道軍

我們知道在行業中，錫鉛焊料是非常重要的材料。然而由於中國《電子信息産品污染控制管理辦法》(以下簡稱“中國RoHS”)以及相關環保法規的實施，含有鉛等6種有害物質的材料或工藝都将被禁止使用，錫鉛焊料中由於含有高含量的鉛而将被逐步禁止使用。在電子電器制造業，從材料到元器件到組件再到整機設備，上下遊關聯緊密，而向無鉛化轉換的過程中關鍵的環節是線路闆制成組件環節。在這一環節中，無鉛焊錫帶來三個難點，一是熔點溫度升高，會導緻熱的損傷；二是由於零部件的耐熱問題導緻瞭工藝窗口非常小，工藝控制不當産品質量就會下降；三是材料的低濕潤性使得無鉛材料質量會下降。

無鉛化的實施涉及焊料、助焊劑、PCB(印制電路闆)、元器件、設備(bèi)以及工藝、質量與可靠性等諸多的環節，如果沒有統一的技術标準，必然導緻整個行業的成本增加，也會造成産(chǎn)業鏈銜接的混亂。

爲瞭(le)配合中國RoHS的實施，在原信息産業部成立“電子信息産品污染控制标準工作組”之初，業界就分别成立瞭(le)“限量與檢測”、“标志與認證”與“無鉛焊接”等3個标準起草組。第一批立項要起草的标準有5個，即《無鉛焊料——化學成分與形态》、《焊錫膏通用技術要求》、《無鉛焊接用助焊劑》、《電子焊接用錫合金粉》與《無鉛焊料試驗方法》(含熔化溫度、機械拉伸、擴展、潤濕性、焊點拉伸與剪切、QFP(小型方塊平面封裝)引線焊點45度拉伸、片式元件焊點剪切、焊料動态氧化出渣量的測試方法等8個無鉛焊料或焊點的試驗方法)。無鉛焊接标準自2004年開始起草至今一直沒有出台，主要原因在於兩個方面：一是标準中所列的無鉛合金有不少主流的無鉛焊料都是受專利保護的，如果貿然寫入标準可能給用戶帶來風險；二是由不同單位承擔的5個标準之間一直缺乏協調性和有機的聯系，如果出台必然造成業界的困擾和使用不便。經過大家的共同努力和協商，目前的标準已基本完成並(bìng)通過瞭(le)專家審定會的審定，已經向業界公示。

《無鉛焊料——化學成分與形态》是無鉛化基礎的材料标準，其中包括瞭(le)23種合金焊料，涵蓋瞭(le)常見的錫銀、錫銅、錫銀銅、錫鋅、錫铋、錫銻等系列的常用合金。但需要注意的是，其中某些合金有專利權問題。《無鉛焊接用助焊劑》則規定瞭(le)配套無鉛焊料使用的助焊劑材料的标志、分類、規格、測試方法、性能與可靠性指标等，其中特别根據無鉛工藝的特點研究改進瞭(le)助焊性能的評價和測試方法。《電子焊接用錫合金粉》标準則是專門根據無鉛SMT(表面貼裝)焊錫膏要求而規定瞭(le)焊錫粉的技術要求與測試方法。嚴格來講，焊錫粉隻不過是焊料中的一個不同形态的粉末焊料而已，在國外的标準中都是将其並(bìng)入焊料的基礎标準中，不單獨制定。《焊錫膏通用技術要求》标準針對無鉛化的特點在原标準的基礎上進行瞭(le)修訂，内容包括有鉛和無鉛部分，主要規定瞭(le)焊錫膏的标志、規格與技術要求、測試方法等。《無鉛焊料試驗方法》标準規定瞭(le)8個測試方法，包括無鉛焊料的熔點測試、擴展率測試、潤濕性測試、機械性能測試、焊點拉伸與剪切強度測試、QFP焊點45度角拉伸強度測試、片式元件焊點剪切測試、無鉛抗氧化特性評價等。