26.ROHS产品管理作业办法(二)

高温下元器件不良
BGA BGA类锡球合金必须与所选择的锡膏兼容。 BGA 制造商一般选择锡银铜合金作为锡球。 原则上锡铅和无铅 BGA包装不可以混装在同一片板上 如果通过焊点可靠性测试与SAC锡膏兼容，也可以使用其它 合金成分 组件端子镀层 只允许使用无铅处理， 目前首选的镀层为Ni/Pd/Au (镍 /钯/金)，其次为Ni/Pd，粗锡镀层也可接受 喷锡是一种替代锡铅处理的引脚处理方式，但要考虑锡须的 影响。
RoHS制程的主要挑战 PCB与组件的兼容性问题 有关无铅标识，测试验证的工业标准还比较缺乏 无铅焊料的应用还不成熟 制程中会出现更多的不良诸如空洞，不上锡。 可靠性数据的应用与关联 昂贵物料的成本控制 更小的制程窗口
二 RoHS物料选择
2.1 无铅合金选择 2.2 RoHS元器件的选择
2.3 RoHS PCB要求
RoHS 导入五步法： 1 选择合适的焊料和设备
2 定义制程
3 开发健全制程 4 进行无铅制程生产 5 管控并完善制程
RoHS对制程影响概述 多数的现有制程不会有大的影响 组件/焊料成本增加 无铅焊接的污染问题会影响可靠性 更高的焊接温度 无铅焊料较差的润湿性 需要更加严格的物料检验和管控 需要专用性能更好的设备
易于使用 广泛应用于亚洲电子行业 有效控制成本(比其它SAC 材料成本低) 与重工，波峰焊，回焊等兼容性好 无铅焊料特点(SAC305)： 熔点高， 183 ℃ vs 217 ℃ 表面张力大，流动性差，润湿性差 延展性有所下降 拉伸强度和耐疲劳性强比Sn/Pb优越 对助焊剂的热稳定性要求更高 高温下对Fe有很强的溶解性
铅的替代元素 铅(参考值) 锑(Sb) 铋(Bi) 铜(Cu) 铟(In) 银(Ag) 锡 (Sn) 锌(Zn)
相对价格 1 2.2 7.1 2.5 194 212 6.4 1.3
Sn，Ag，Cu 系统的合金具有相当好的物理和机械性能，是 无铅合金的主要选择。 为确保回焊，波峰焊，维修及重工之间的兼容性，在RoHS转 换阶段，我们选择SAC305合金为RoHS焊料的基础。 SAC305 即 96.5%Sn-3.0%Ag-0.5%Cu。 为什么选择SAC305? 生产经验 接近共晶温度(220℃) 行业认可 相对低毒性
(5) 导电性好 (6) 焊点外观好，便于检查 (7) 铅的资源丰富，成本低 选择用来取代铅的材料必须满足以下要求； 原料来源广泛 无毒性 易于使用 可循环再生的
替代铅的材料及其相对价格 一般来说，几乎所有的无铅 焊锡都比锡/铅共晶的润湿性能 (扩散性)差 综合考虑，目前还没有开发出能 与共晶锡铅相媲美的替代品
2.1 无铅合金选择
锡铅焊锡的使用根源： 铅是自然界分布很广的元素，地壳中含量为0.0016％。 由于铅的独特性质--柔软性、延展性、低熔点和耐腐蚀，使 铅成为应用最广泛的金属之一。 在锡中加入铅可以获得锡和铅都不具备的优良特性： (1) 降低熔点，便于焊接 Sn(231.9℃) Pb(327.5 ℃) 共晶熔点183℃ (2) 改善机械性能，抗拉强度和剪切强度都增强 (3) 降低表面张力，有良好的流动性，润湿性好 (4) 抗氧化性增强，抗腐蚀性好
ROHS产品管理作业办 法(二)
目
录
一 RoHSLeabharlann Baidu程概述 二 RoHS物料选择
一 RoHS制程概述
RoHS制程的导入 RoHS产品定义为符合RoHS要求的产品，RoHS制程即为生 产RoHS产品的制造过程。 对于PCA制程，主要的 RoHS 限制物质就是铅。所以铅 的替代以及制程中铅的控制是我们的重点。 成功实现RoHS制程需要全面的制程定义，合理的材料选 择，和持续，条理化的反馈检查和分析。
2.2 RoHS元器件的选择
元器件必须满足RoHS的要求，并且有确切的含量定义。 所选元器件要同RoHS制程兼容。 组件应该能够抵抗无铅制程所需的较高温度。一般无铅 组件需要耐受260度的无铅制程温度。 从组件供货商处确认所用的组件是否适用于特定的进程。 依据焊锡合金、设备选用、产品设计的不同，每一种板卡制 程要求的温度可能不一样。
所选择焊料表面处理的兼容性应该经过焊点可靠性测试得评 估。
Au
Pd
锡球
鍍層 Ni
SAC
Cu
Sn
Cu
2.3 RoHS PCB要求
1.PCB材质 PCB符合RoHS要求，包括PCB材质，油墨，镀层。 PCB能够经受无铅高温制程。 适用于有铅制程的PCB用于无铅制程时会产生可靠性问题。 变形，PAD脱落，孔环脱落，裂缝等。
项目 成本 處理工藝的複雜度 與Flux的兼容性 表面平整度 焊接強度 可測試性 要求制程條件 典型不良 HASL OSP Im-Ag Im-Sn ENIG 中 高 良好 差 好 易 低 錫球 低 低 中 好 好 難 中 少錫 中+ 中 良好 好 中 易 高 氧化 中中 良好 好 中易 高 錫須 高 高 良好 好 差 易 中 裂痕
項目 無鉛 PCB 材質 High FR4 Tg Td ≥ 170℃ ≥ 350℃ 有鉛 PCB Normal FR4 135 ±5℃ 320±5℃
高温下PCB不良
2.PCB表面处理 PCB表面处理必须是无铅的，要与所选择的RoHS合金兼容， 每种处理方式都有其优缺点。目前我们主要为OSP和Im-Ag。