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为绿色无铅化时代做好准备

导读:
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引言
---部分OEM(主要在日本)已做出决定,在其制造的产品中消除含铅合金,原因何在?是否无铅焊料更好、更便宜或更可靠?事实上,在消费电子产品中消除含铅合金是市场驱动所致。很多公司已发现,在某些市场中,有环保意识感的消费者会购买标有“绿色”标签的产品。因此,对铅锡焊料的替代材料的研究与开发已迫在眉睫,用绿色无铅焊料代替铅锡焊料已成为当务之急。必须要从立法角度和市场竞争角度双管齐下,鼓励并大力支持各种无铅焊料和技术方面的探索和研究。

无铅化路线图及相关指令

---2002年10月11日,欧洲议会和欧盟部长理事会批准通过了WEEE(报废电子电气设备)和ROHS(关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质)的指令。2003年2月13日公布欧盟成员国将在未来18个月通过各自的关于该指令方案的法律。ROHS指令要求从2006年7月1日起在制造的电子设备中禁止使用4种重金属(铅、镉、汞、6价铬)、聚溴二苯醚和聚溴联苯,现有国家相关规则必须在此时间后更改。WEEE指令除对以上6种污染物质的报废电子电气设备的回收和处理做出特殊规定外,还规定回收费用由生产者承担。2005年8月13日前交付回收费用。
---日本的无铅化进程主要是由其产业界驱动的,日本的JEIDA(日本电子工业发展协会)已提出新产品中的无铅化路线图。日立公司在2001年实现无铅,并建成36条无铅电装生产线。松下公司在2001年前全部消费电子产品实现无铅。索尼公司在2001年除了高密度封装外,产品已实现无铅。东芝公司2002年对手机实现无铅。富士通公司2002年12月实现所有产品无铅化。日本OEMS宣布在2001到2002年按计划分步骤地禁止使用电子铅料。在此方面日本已颁布的法律有《家电回收法》、《绿色采购法》和《资源有效利用促进法》。日本JEIDA已提出新产品中的无铅化规划,到2003年末,大约电子工业70%~80%已生产无铅产品。无铅焊料应用于所有元件、材料和产品中将依次到2004年末和2005年末完成。
---日本的行动激发了美国,美国也加速了无铅化技术的开发与应用。美国NEMI于1999年成立专门工作组,以便帮助北美公司在2001年启动无铅电子组装。美国NEMI成员中在发展无铅技术的有:AIM、Alpha Metals、Celestica、Chip PAC、FCI Electronics、IBM、Indium、Intel、ITRI、Johnson Manufacturing、Kester Solder、Motorola、NIST、SCI Systems、Storage Technology、Texas Instruments、Universal Instruments和Vitronics Soltec等。
---中国也正在与世界同步地进行着无铅化技术方面的研究和开发工作,出台了《电子产品生产污染防治管理办法》。清华大学材料系电子材料与封装技术研究室研究了向Sn-Ag-Cu基体中添加In和Bi元素,从而得到较好的无铅焊料。然而,与日本、欧盟和美国相比,中国的电子产品绿色无铅化研究还处于初始阶段。

无铅焊料的种类与性能
---半导体装配委员会(SAC,有90多个会员公司)在近来的会议上声称,在元件接触电镀技术中使用无铅合金焊料,并已证明铜锡合金焊料的特性与铅锡合金焊料的状况相符合,大部分无铅焊料含锡合金的比率很高。虽然目前给很多器件提供纯锡合金电镀技术,但并不应该认为所有的元器件都要遵守此规则,因此,纯锡合金并不是无铅焊料的惟一选择。正在研究和已经实用化的无铅焊料大体上分为三大类别,即高温的Sn-Ag系、Sn-Cu系,中温的Sn-Zn系等,以及低温的Sn-Bi系等,如表1所示。
---无铅焊料替代品组成成分表如表2所示。
---国际锡研究协会(ITRI)的焊接技术研究部门,对已开发的主要无铅焊料进行了综合性能试验比较,如表3所示,综合性能比较结果为Sn-Ag-Cu最好,而且是目前使用最多的主流无铅焊料合金。这种合金具有优良的物理性能和高温稳定性,已在世界范围内推广使用。

结束语
---我们相信,随着社会经济的发展,电子无铅化焊料的研究和实践必将不断深入和完善,采用无铅装配已成为电子封装产业的全球性潮流。近年来,绿色无铅化电子产品已大量面世,因此,为无铅化做好准备,积极开展绿色无铅化的各项工作,努力提高产品在世界市场中的竞争力,已是人类所面临的严峻现实。

来源:今日电子   作者: 杨建生   2004/6/1 0:00:00
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