集团电话、交换机
无铅焊接

铅(Pb),是一种有毒的金属,对人体有害。并且对自然环境有很大的破坏性,出于环境保护的要求,特别是ISO14000的导入,世界大多数国家开始禁止在焊接材料中使用含铅的成分,即无铅焊接(Leadfree)。
日本在2004年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备。欧美在2006年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备。采用无铅焊接已是大势所趋,国内一些大型电子加工企业,更会加速推进中国无铅焊接的发展。
     摩托罗拉先进技术中心主任Iwona Turnik博士在IPC主办的Works99会议发表的市场调查报告中表明:
1. 20%的消费者在购买时会主动考虑环境问题。
2. 45%的消费者购买动机是因为产品对环境安全。
3. 50%的消费者更换品牌是因为发现它对环境有害。
4. 76%的消费者将在价格和质量相当的情况下首先选择环保产品。

     例如,日本所有的大型消费类电子产品公司都在大量生产无铅电子产品,推销时使用“绿色产品”作为竞争卖点,特别是消费类电子市场。松下1998年推出了无铅微型CD播放机,包装上用了一片绿色的树叶,作为环保安全标志,市场份额增长显著:从4.7%增长到15%。
汽车行业将是“无铅”趋势的主要动力。汽车“无铅”化不仅对环保有益,而且无铅焊接也改善了焊点的耐温特性。大部分汽车电子部件都被安装在发动机室,因此要承受更高的工作温度(高达摄氏150度)和更剧烈的温度变化。竞争的压力以及担心被排挤出国际大市场的双重考虑,使全球大部分主要电子生产厂家开始为无铅产品做准备。

     信息产业部经济运行司高振杰处长介绍,酝酿两年之久的《电子信息产品污染防治管理办法》有望在年内出台。

   管理办法(初稿)规定电子信息产品的设计应当考虑其对环境和人类健康的影响,应选择无毒、无害、易于降解和便于回收利用的方案。生产者应当采取措施逐步减少并淘汰电子信息产品中铅、汞、镉、六价铬、聚合溴化联苯(PBB)、聚合溴化联苯乙醚(PBDE)及其它有毒有害物质的含量。欧盟公布的《关于在电子电气产品设备中禁止使用某些有害物质指令》,规定自2006年7月1日起开始在欧盟市场禁止销售含有铅、汞、镉等6种有害物质电子电气设备。

   作为应对该指令的措施,我国出台这项管理办法,其禁铅时间表有可能与欧盟同步,也就是说我国将在2006年7月1日起投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有上述6种有害物质。

   业内人士表示,该管理办法出台将意味着电子信息产业面临着一场技术革命,电子产品无铅化包括无铅焊料、新型助焊剂、电子组装无铅化设备、新的工艺参数等一系列问题,需要企业与研究机构高度重视与及早应对,否则在今后的国内外市场竞争中国内企业将陷入被动局面。

     为了适应这一系列焊接工艺的变革、适应市场的客观需求,无铅焊接的工艺要求也成为了很多企业的工作主题。

     无铅焊由无铅焊料、无铅焊接工具、无铅焊接环境三部分组成,而这三部分中的每一项对于无铅焊接的成功与否都是至关重要的。

     一. 无铅焊料:

     与传统的含铅焊料相比,无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,其特点就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。

     以Sn/Ag合金为例,其熔融温度为221摄氏度,高于含铅焊料的熔融温度183摄氏度,而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点为218摄氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。

     二. 无铅焊接工具:

     无铅焊接工具与以往含铅焊接相比,生产设备方面不会有太多的改变,而对于返修工艺来说,将面临更大的挑战。

     如前段无铅焊料中,已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,而这些合金材料的成分中Cu的使用最多。Cu是易氧化物,其氧化物CuO2与Cu相比硬度降低,就如同氧化铁(铁锈)。一旦无铅焊料中的Cu在焊接过程中焊接时间过长,就容易造成被氧化,最终会成为产品质量的缺陷。

     由此可以得出结论,焊接过程越短,焊接质量就越为可靠!

     在目前市场上有多款面向于无铅焊接领域的烙铁.
  

     1. 4种烙铁头的温度都设在329Co,每个烙铁头连续完成10个焊点,每个焊点的温度达到同样的温度232Co时,完成下一个焊点。

当10个焊点都完成后,记录每种烙铁所用的全部时间如下:

METCAL——150秒 PACE——204秒

WELLER——245秒 HAKKO——316秒

该试验表明,METCAL烙铁所用时间最短,说明其功率输出效率高,比HAKKO的速度快一倍以上。

     2.如果使这4种烙铁都保持同样的焊接速度,即使每一个烙铁所用时间都保持在150秒,其它烙铁就必须升高烙铁头的温度,而METCAL烙铁仍维持329Co的温度不变:

METCAL——150 秒——329 Co PACE——150 秒——349 Co

WELLER——150 秒——380 Co HAKKO——150 秒——409 Co

     我们可以得出结论,Metcal SP200的升温速度比其它至少快25%,而比Hakko926ESD则要快一倍以上。

     无铅焊接虽然对焊接工具提出了更高的要求,但经实验我们发现部分无铅烙铁已经能满足现有无铅焊料的要求,使用Metcal烙铁更能有效的防止焊接过程中氧化现象的产生,确保了无铅焊接的可靠性。

     三. 无铅焊接环境:

     无铅焊接环境是指在无铅焊接过程中,对无铅焊接成功与否造成决定性因素的一些周围环境。较为典型的例子,就是在无铅回流焊、无铅波峰焊、无铅芯片级返修过程中是否有氮气保护。

     在前段无铅焊接工具一节中提到的金属物的氧化现象的产生,正是由于在焊接过程中有氧气的存在,而氮气保护正能避免该现象的发生,从而保证无铅焊料在焊接过程中,焊接质量的可靠性。

     目前无铅回流焊、无铅波峰焊的技术已经相对成熟,品牌之间的竞争已经从技术上转向为价格与服务方面,究其原因,就是众多无铅回流焊、无铅波峰焊的生产企业对氮气保护技术上的一致性认可。

     而在无铅芯片级返修中,由于BGA芯片在近期被逐渐普及开来,由于其封装特点的特殊性,故在BGA返修技术上一直区分为两种:热风式和红外式。

     热风式BGA返修工作站特点是质量可靠、焊接过程可控,红外式BGA返修工作站特点是速度快。

     而在热风式BGA返修工作站中,有些产品正是提供了氮气保护这一功能,符合无铅焊接环境的基础要求。而红外式BGA返修工作站由于无铅焊时没有氮气保护,加速了芯片氧化。

     INTEL公司在研发新一代计算机CPU过程中,也采用了无铅焊接工艺,并提倡了热风式返修系统。由美国OK国际集团提供热风式返修设备与INTEL公司共同研发新一代计算机CPU

     当今世界越来越关注铅带来的环境和健康危害。尽管电子行业铅的用量只占世界总铅量中极其微小的一部分,但我们所关注的是大部分的电子垃圾最后都是掩埋在地下,污染地球和水资源。

     今天已有许多公司,特别是日本的一些消费类电子产品制造商,正在大量生产无铅产品,并且成效卓著。另外,国际上不同的实验室和生产线,已经进行了大量关于产量,抗力强度和使用寿命的无铅实验。也许这些测试会出乎意料地证明:在正确的工艺操作下,无铅焊点比普通的含铅焊点更牢固,有更长期的可靠性。

集团电话,交换机

[关闭窗口] [交换机首页] [知识库返回] 【网站地图

集团电话、交换机