• 技術服務
  • 線路板客服
  • PCB文章精華
  • 技術文章
  • 首頁 > 技術服務 > 技術文章
  • PCB和RoHS不得不說的事
    發布時間:2010-5-14

     自從歐盟2003年12月正式將“無鉛”立法之後,全球電子業已為之帶來極大的衝擊,到2006年7月,歐盟關於報廢電氣電子設備的指令WEEE、關於在電氣設備中限製某些害物質的指令ROHS和日本電子工業發展協會(JEIDA)及美國全國電氣製造商協會(NEMl)有關電子封裝產業的禁鉛、禁鹵已正式生效,投放市場的電子產品不能含有鉛、汞、鎘、六價鉻和限製使用聚合溴化聯苯或溴化阻燃劑PBB、PBDE等有害物質,這必將影響包括PCB產業在內的全球供應鏈的運作和相關產業的發展。本文從原材料管製、無鉛製程的選擇和管控及SMT電子後封裝三個方麵,全麵闡述了下一代PCB產品如何去滿足日趨嚴格的環保要求。

     

    1. 原材料的選擇與管製
     眾所周知,在PCB產業中,汞、鎘、六價鉻幾乎都是不用的,或者說除了濕製程加工中的微量含有,不會被PCB廠商刻意的使用,因此在原材料和製程的選擇上,隻要考慮到鉛Pb和鹵素不超標即可符合基本的環保要求,PCB表麵金屬處理就是在做到無鉛(<0.1%pb)上,傳統的PCB(和SMT)產業中,因大量使用鉛錫合金,如HAL、焊錫膏等。鉛屬重金屬元素,在自然界中分布很廣,是三種放射性元素鈾、釷、錒衰變的最終產物,一旦人體的鉛吸入量超過其飽和濃度,就會出現貧血、缺鈣、免疫力下降等症狀。


    為什麽要無鉛焊料?
    含鉛焊料的有害性:焊料所含的鉛雖為全使用量的1%弱(3萬/5百萬噸),而有廣泛擴散的可能性難於完全回收。由於環境汙染,憂慮鉛中毒等對人體的影響。在PCB工業中,鹵素(氟F、氯Cl、溴Br、碘1)的應用主要在板材和油墨上。

     

    1.1 材料的篩選
     PCB最終加工形成的成品上,主要包含有三大類物質即:板材、表麵處理(金屬)層和油墨。
    1.1.1 板材
     常規板材FR-4、CEM-3中,因含有大量溴化環氧樹脂,如四溴雙酚、多溴聯苯、多溴二苯醚等,在燃燒過程中,會放出極高毒性的物質,如二惡英(TCDO)、苯呋喃等,一旦被人體攝入將無法排出,極大地威脅著人類的健康。因此PCB覆銅板產業中必須以無鹵基材(氯Cl、溴Br分別小於0.09%)替代,以含磷(P)環氧樹脂取代溴化環氧樹脂,以含氮(N)酚醛取代傳統的雙氰胺固化劑。
     另外,環保板材還要有較強耐熱性能,能夠承受無鉛SMT工程260度多次高溫,不變色、不分層、不變形和彎曲。
    1.1.2 表麵金屬層
     目前業界大多采用環保焊料HASL“錫銀銅”配方(95.5Sn-3.9Ag-0.6Cn)取代鉛錫合金,環保PCB表麵無鉛塗覆層應具有高潤濕流動性、較小的熱應力、高溫下不易於氧化等特性,便於無鉛SMT的加工。另外,HASL用助焊劑亦需同步采用環保易回收型,且與SMT焊劑具有互熔性。
    1.1.3 油墨
     油墨在PCB上最終保留的包括:  阻焊油墨、文字油墨、塞孔油墨,油墨的成份與板材極為相似,主要含有樹脂、溴阻燃劑和固化劑,目前不少品牌油墨已經做到不含有害物,如日本太陽、台州、新韓油墨。油墨的選擇不但要符合環保要求,而且要能承受環保無鉛SMT長時間多次高溫,不發生分層變色、脫落、裂紋現象。
    1.1.4 無鉛材料的管製
     原材料的管理是環保PCB生產中極為重要的一個環節,比如錫條,隻要有含鉛的錫條被誤加入純錫槽則會導致災難性的後果,而間接物料如助焊劑的殘留也不容忽視,具體可采取的對策包括:
     ①製定無鹵無鉛原材料的編碼規則;
     ②采用顏色標識,在其外包裝和內包裝上印有經IQA認可的“綠色環保”標簽;
     ③在倉庫和生產現場,對環保型原材料要單獨存放,生產現場專人添加;
     ④實現“綠色合格供應商”認證計劃。


    2. 無鉛製程的選擇和管控:
     目前PCB表麵無鉛塗覆層可供選擇的製程包括:電鍍Ni/Au,化學浸Ni/Au,OSP(有機助焊護劑)化學沉錫Sn,化學沉銀Ag等。
    2.1 無鉛製程的導入步驟:工程設計一技術開發一可靠性評價一材料采購一專案推進與技術展開
    2.2.1 工程CAM設計
     環保PCB的工程設計是無鉛製程基本的考量麵,CAM應考慮到SMT後製程對PCB的功能影響。
    圖形設計事例(布線,焊接區形狀)
     l.防止浸流插入零件離開,紅眼焊接區徑小一點。
     2.防止浸流QFP架橋QFP傾斜45%。設虛設焊接區。
     3.防止軟熔芯片分離基本上照過去一樣。使保護膜:開口部靠近裏麵。
    防止基板翹曲
     □也要注意基板耐熱。特別是關於吸濕狀態卜的軟熔峰值溫度,參閱右表。
     □浸流:大的基板,承載重量零件的基板,在基板的中央部分準備可墊上翹曲承(翹曲梁)的考空間。
     □共通:布置零件時考慮盡量使熱容量均勻分布。
     □分割用的切痕或薄的多層基板容易受軟熔熱而翹曲,考慮形狀尺寸。
    2.2.2 技術開發
     製程的開發管理是環保PCB生產中重要環節,具體可采取的對策包括:
     ①環保和非環保材料做到不共線或混線生產,如:顯影、成品清洗。
     ②在MI流程紙上,標注環保產品印符,並在MI上簽名確認其無鉛製程,提醒現 場作業單位人員。
     ③環保產品生產設施、工裝,要納入目視管理,以顯目的標識加以區分。
     ④油墨要能承受環保無鉛SMT長時間多次高溫,故前處理、基板幹燥是極為重要的環節,油墨在HASL噴錫或無鉛SMT後,可能出現孔邊油墨剝離的缺陷,主要就是孔內、板麵上水氣殘留,高溫時膨脹而使油墨與銅層分離所致。
     ⑤阻焊油墨不允許添加稀澤劑,這樣可避免高溫情況下孔內油墨殘留溶劑急劇揮發膨脹而造成的爆孔。
     ⑥HASL錫槽中Cu含量控製在0.85%以下。
    2.2.3 可靠性評價。
     因此,環保PCB產品的信賴試驗與非環保PCB相比,還要強化以下實驗:
     ①可焊性實驗。(可焊性試驗爐中的焊料應與無鉛環保要求SMT或HASL之焊料保持一致)
     ②熱衝擊實驗。條件:-40℃/85℃/125℃,3000次後無裂紋。
     ③熱循環試驗。無裂紋,縮孔出現。
     ④恒溫恒濕試驗。條件:60℃  90-95%RH,500小時,在長期高溫高濕下不產生金屬須生成物。


    3 環保PCB在SMT電子後封裝:
    3.1 無鉛焊接SMT的特性:
     具有熔點高、低潤濕流動性、高熱應力、潤濕性差和易於氧化等特性,此錫鉛焊料要求更嚴峻的製造條件和質量管理。
    3.1.1 SMT線設計
     提高預熱溫度,控製SMT線速1.2-1.8M/min 傾角3-5度,並進行必要的熱補償,使SMT保持在恒溫狀態。
     為確保良好潤濕,將足夠的預熱溫度保持在一定的範圍內是特別重要的。
    焊料槽溫度
     要求基板表麵的零件溫度保持在低於保證的熱溫度,同時確保基板背麵溫度為250℃。縮短兩個噴流部之間的距離,確保把第1波與第2波之間的溫度下降控製55℃以內。
     使用Sn—Ag-Cu焊料時,也可以停止使用第1波。
    3.1.2 手工補焊接
     烙鐵溫度370±10℃鉻鍍層80W<3秒,預熱基材50℃-60℃長時間不使用烙鐵時,應擦拭髒物,用新焊料潤濕端頭,然後切斷電源,防止氧化。
    3.1.3 使用氮氣保護,氮氣在無鉛製程的益處
     ①增進製程空間。
     ②防止氧化及增進零件腳吃錫度。
     ③增進外觀的美化,因無鉛製程其焊點  光澤度較為不明顯。
     ④減少無鉛製程因長時間高溫產生的退色情形。
    3.2.2研究采用低熔點(125℃以下)焊料。
    3.2.3采用軟光來(SB和RF)局部加熱工藝隻對特定的零件進行高溫焊接240℃-260℃,耐熱性40S以上。局部加熱采用激光、氙氣、(非接觸式)及熱滑塊,脈衝加熱器(接觸式)。
    3.2.41S014000一為客戶未來製程的標準規格,綠色大地(無鉛/無鹵化物),空氣潔化,助焊劑過濾係統可過濾回收90%的助焊劑。
    3.2.5PCB的防黴防蛀技術的采用。
    3.2.6可回收、再分解PCB板材(有機材料)研發並應用。

    關於AG都開的一樣怎麽殺豬 | 資質榮譽 | 工藝流程 | 製程能力 | 品製控製 | 技術服務 | 聯係AG都開的一樣怎麽殺豬 | 網站導航 | 法律聲明
    業務電話:0755-83416111 0755-83448618 0755-83418555 傳真:0755-83416961 E-mail:sales@szektech.com
    地址:深圳市龍崗區阪田街道科技一路上雪科技工業城西區三號 Copyright © 2017 深圳市AG都開的一樣怎麽殺豬有限公司
    粵ICP備10020846號 PCB中文翻譯同義詞:電路板 線路板 印製板 PCB板
    AG亚游只为非凡 AG亚游只为非凡享受 AG平台手机版 AG亚游集团手机客户端 AG电子游戏平台 AG电子游戏平台 AG娱乐游戏