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印制電路板及裝配無鉛化的要求原因

發(fā)布時間:2021-01-13

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    當前,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引起中毒,主要效應與四個組織系統(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,運動失調(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,會從三方面造成危害。 A。加工過程會接觸到鉛。 接觸鉛的工序有以錫鉛層作抗腐蝕時圖形電鍍中電鍍錫鉛工序,腐蝕后錫鉛退除工序,熱風整平焊錫(噴錫)工序,有的還有熱熔焊錫工序。盡管生產(chǎn)中有排風等勞防措施,長期接觸難免會受害。 B。錫鉛電鍍等含鉛廢水,及熱風整平(噴錫)的含鉛氣體對環(huán)境帶來影響。含鉛廢水來自電鍍清洗水和滴漏或報廢的錫鉛溶液,這方面廢水往往認為含量較少,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,這類印制板報廢或所用電子設備報廢時其上面的含鉛物質(zhì)尚無法回收處理,若作垃圾埋入地下,長年累月后這地下水中會含有鉛,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%多是采用熱風整平錫鉛,但碰到SMT安裝時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)向無鉛化進軍。現(xiàn)在搞得好的是日本,到2002年電子產(chǎn)品普遍實行無鉛化,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。

    印制板的無鉛化完全有條件實現(xiàn)。目前表面涂層除錫鉛合金外,已普遍采用的有有機防護涂層(OSP),有電鍍或化學鍍鎳/金,有電鍍錫或化學浸錫,有電鍍銀或化學浸銀,以及采用鈀、銠或鉑等貴金屬。在實際應用中,一般消費類電子產(chǎn)品采用OSP表面涂飾適宜,性能滿足和價格便宜;耐用工業(yè)類電子產(chǎn)品較多采用鎳/金涂層,但相對加工過程復雜和成本高;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,性能好價格也特高。目前在積極推廣的是化學浸錫或化學浸銀,性能好成本適中,是替代錫鉛合金涂層的優(yōu)良選擇?;瘜W浸錫或化學浸銀的生產(chǎn)工藝過程比化學浸鎳/金簡單、成本低,同樣可焊性好和表面平整,并且使用無鉛焊錫時可靠性也高。

    無鉛印制板應用無鉛焊料裝配也已實現(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溫度不一樣,范圍可在140℃~ 300℃間選擇。從使用的適應性角度以及成本價格因素,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)應用的焊料如96。5Sn/3。5Ag、95。5Sn/4。0 Ag/0。5Cu和99。3Sn/0。7Cu等,熔點溫度在210~230℃之間。

    世界只有一個地球,為人類健康,為后代著想,應創(chuàng)造良好生存環(huán)境。印制板產(chǎn)業(yè)理應積極快速向無鉛化發(fā)展。
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