PCB无铅制程简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
實際無法考源自文库所有 的因素
氧化速度の 氧化速度の影響 穩定性の 保存期限の 穩定性の影響 保存期限の影響
無鉛的發展
多年來,工業注重於研究鉛合金的替代品,並 打算發展具備以下特性的無鉛合金: 1.具備與Sn/Pb相似或接近的熔點 2.與S n/P b合金相似或更優的物理及機械特性 S b 3.容易製成現有的焊料形式 4.選用相對無毒性的金屬 5.具備和主板配件之間的基 體金屬可相容的金屬特性
(Acid rain)
PbO + H2SO4 ⇒ PbSO4 + H2O PbO + HNO3 ⇒ Pb(NO3)+H2O
(Acid rain) (Cnc.)
PbO + HCl
⇒ PbCl2+H2O
単位: 単位:g/L
鉛進入人體的途徑
酸雨將漸漸分解廢棄 電路板及含鉛及其化 合物。 錫鉛化合物將受滲入 土壤中,會對地下水 源造成污染。 經由地下水系統入進 入動物或人體的食物 鏈,過量會對人體造 成重大傷害。
世界各國組織的合金範圍
目前許多工業集團如NEMI、JEIDA、IPC 等已經認可並推薦Sn/Ag/Cu為性能優良之合金。
美國NEMI 協會
Sn95.5/Ag3.9/Cu0.6
FOXLINK採用 FOXLINK採用
日本JEIDA協 Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 會 歐盟 Sn96.5/Ag3.8/Cu0.7
鉛及其化合物
• 傳統使用於 –色素(pigments)、著色劑(coloring agents)、安定劑(stabilizers)、 漆料(paint)及油墨(ink)等. • 對人類的影響 –貧血及中樞神經失調等. • 法規及檢驗方法 –2002/95/EEC ,CA Prop 65 –檢驗方法: EPA 3050B or other acid digestion • Foxlink的策略 –塑膠件、橡膠、漆料、油墨、金屬、玻璃及包裝材料等含 量應低於 40ppm –電子零件,PCB,焊錫,電鍍,引腳 應低於 1000 ppm
無鉛製程流程
Material
NG
Wave soldering
NG
Remark 1.Lead free points difference with Pb process: :
IQC
OK
Inspection
OK
Warehouse SMT
各國法規
歐盟 — ROHS:到2006年7月嚴格限制 鉛、鎘、汞、六價鉻以及鹵化阻燃劑PBB 和PBDE的使用。 美國 — 2001 1 EPA 2001年1月EPA降低含鉛的報告 極限值;鉛及鉛化物從 10,000 lbs,降 至 10 lbs 。 日本 — 2001年4月;物資回收法規定 增加含鉛品的回收費用。
只要是在Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1這各範圍內,都是被 電子業界所接受的。
PCB的選擇
在目前多種多樣無鉛合金的前提下, 在目前多種多樣無鉛合金的前提下,為了使電子產品 生產成本最小化,一個決定性的判定標準就是PCB、 生產成本最小化,一個決定性的判定標準就是PCB、 零件及無鉛焊錫互相兼容性。 零件及無鉛焊錫互相兼容性。 1.板材必須耐高溫: 無鉛製程較含鉛製程溫度高,要求PCB能夠耐高溫 而不使基板彎曲變形 : 目前FR1板材不能用於無鉛製程生產,其Tg點<90ºC, CE1及FR4可用於無鉛製程生產,Tg =130ºC 基板價格比: FR1:CE1:FR4=1:1.3:2.8
產品可靠性
產品是由各類不同原材料組合構成,合金是連接各 原材料的載體,製程設定是使合金發揮最佳效果的 標準,三者共同制約產品的可靠性缺一不可。
原材料 製程設定 合金 產品 可靠性
無鉛合金
無鉛合金是無鉛焊接的基礎,它連接PCB及零件 無鉛合金是無鉛焊接的基礎,它連接PCB及零件 PCB 構成產品,其特性如融化溫度、機械強度、 構成產品,其特性如融化溫度、機械強度、抗疲勞 等將影響其焊接效果,進而影響焊接產品的可靠性 可靠性, 等將影響其焊接效果,進而影響焊接產品的可靠性, 它是挑選無鉛製程的關鍵。 它是挑選無鉛製程的關鍵 其選擇考慮點有: 機械強度の 機械強度の影響 可靠性の 可靠性の影響 融化溫度の 融化溫度の影響 環境衝擊の 環境衝擊の影響 成本の 成本の影響
PCB的選擇
2.表面處理需兼容無鉛合金
我們用這個喔! 我們用這個喔
目前業界有六種無鉛表面處理可供選擇:
a.鍍金板 鍍金板(Electrolytic Ni/Au) 鍍金板 最穩定,價格最高
b.OSP板(Organic Solderability Preservatives)最便宜,性能最差 板 c.化銀板 化銀板(Immersion Ag) 化銀板 d.化金板 化金板(Electroless Ni/Au) 化金板 e.化錫板 化錫板(Immersion Tin) 化錫板 f.錫銀銅噴錫板 錫銀銅噴錫板(SHACHASL) 錫銀銅噴錫板 性能次之,易遷移導致漏電 HP、DELL產品禁用 製程未成熟 製程未成熟
為何要無鉛
? Pb
根據統計,目前全球電子產業每年使用的封 裝焊料,有將近20,000噸的鉛,數量約佔全 世界每年鉛的產量的5%,且鉛及其化合物是 屬於有毒物質,對人類健康與生態環境構成 威脅,由於鉛對人體危害極大,預期各國將 立法禁止用鉛。 鉛污染
(Solder)
Pb + 1/2 O2 ⇒ PbO
Lead Free
前言
鉛是目前電子產品中焊錫的主要成份之一, 應用於電子工業有超過50年的歷史,由於 錫鉛(Sn/Pb)合金同時具有低成本與適當性質, 因此,Sn/Pb合金一直被用於焊接材料,也 是在現代電子工業中,使用最廣的焊接材 料,然而其為具毒性之重金屬,因此全球 較大的電子製造業已經在推行無鉛產品的 使用。
合金的選擇
目前工業研究主要集中於五種合金系列: SnCu、SnAg、SnAgCu、SnZnBi和SnAgBiCu 二元合金:Sn/Cu-熔點227℃ Sn/Ag-熔點221℃ 三元合金:Sn/Ag/Cu-熔點217℃ Sn/Zn/Bi/-熔點187~193℃ 四元合金:Sn/Ag/Bi/Cu-熔點200~210 ℃
氧化速度の 氧化速度の影響 穩定性の 保存期限の 穩定性の影響 保存期限の影響
無鉛的發展
多年來,工業注重於研究鉛合金的替代品,並 打算發展具備以下特性的無鉛合金: 1.具備與Sn/Pb相似或接近的熔點 2.與S n/P b合金相似或更優的物理及機械特性 S b 3.容易製成現有的焊料形式 4.選用相對無毒性的金屬 5.具備和主板配件之間的基 體金屬可相容的金屬特性
(Acid rain)
PbO + H2SO4 ⇒ PbSO4 + H2O PbO + HNO3 ⇒ Pb(NO3)+H2O
(Acid rain) (Cnc.)
PbO + HCl
⇒ PbCl2+H2O
単位: 単位:g/L
鉛進入人體的途徑
酸雨將漸漸分解廢棄 電路板及含鉛及其化 合物。 錫鉛化合物將受滲入 土壤中,會對地下水 源造成污染。 經由地下水系統入進 入動物或人體的食物 鏈,過量會對人體造 成重大傷害。
世界各國組織的合金範圍
目前許多工業集團如NEMI、JEIDA、IPC 等已經認可並推薦Sn/Ag/Cu為性能優良之合金。
美國NEMI 協會
Sn95.5/Ag3.9/Cu0.6
FOXLINK採用 FOXLINK採用
日本JEIDA協 Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 會 歐盟 Sn96.5/Ag3.8/Cu0.7
鉛及其化合物
• 傳統使用於 –色素(pigments)、著色劑(coloring agents)、安定劑(stabilizers)、 漆料(paint)及油墨(ink)等. • 對人類的影響 –貧血及中樞神經失調等. • 法規及檢驗方法 –2002/95/EEC ,CA Prop 65 –檢驗方法: EPA 3050B or other acid digestion • Foxlink的策略 –塑膠件、橡膠、漆料、油墨、金屬、玻璃及包裝材料等含 量應低於 40ppm –電子零件,PCB,焊錫,電鍍,引腳 應低於 1000 ppm
無鉛製程流程
Material
NG
Wave soldering
NG
Remark 1.Lead free points difference with Pb process: :
IQC
OK
Inspection
OK
Warehouse SMT
各國法規
歐盟 — ROHS:到2006年7月嚴格限制 鉛、鎘、汞、六價鉻以及鹵化阻燃劑PBB 和PBDE的使用。 美國 — 2001 1 EPA 2001年1月EPA降低含鉛的報告 極限值;鉛及鉛化物從 10,000 lbs,降 至 10 lbs 。 日本 — 2001年4月;物資回收法規定 增加含鉛品的回收費用。
只要是在Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1這各範圍內,都是被 電子業界所接受的。
PCB的選擇
在目前多種多樣無鉛合金的前提下, 在目前多種多樣無鉛合金的前提下,為了使電子產品 生產成本最小化,一個決定性的判定標準就是PCB、 生產成本最小化,一個決定性的判定標準就是PCB、 零件及無鉛焊錫互相兼容性。 零件及無鉛焊錫互相兼容性。 1.板材必須耐高溫: 無鉛製程較含鉛製程溫度高,要求PCB能夠耐高溫 而不使基板彎曲變形 : 目前FR1板材不能用於無鉛製程生產,其Tg點<90ºC, CE1及FR4可用於無鉛製程生產,Tg =130ºC 基板價格比: FR1:CE1:FR4=1:1.3:2.8
產品可靠性
產品是由各類不同原材料組合構成,合金是連接各 原材料的載體,製程設定是使合金發揮最佳效果的 標準,三者共同制約產品的可靠性缺一不可。
原材料 製程設定 合金 產品 可靠性
無鉛合金
無鉛合金是無鉛焊接的基礎,它連接PCB及零件 無鉛合金是無鉛焊接的基礎,它連接PCB及零件 PCB 構成產品,其特性如融化溫度、機械強度、 構成產品,其特性如融化溫度、機械強度、抗疲勞 等將影響其焊接效果,進而影響焊接產品的可靠性 可靠性, 等將影響其焊接效果,進而影響焊接產品的可靠性, 它是挑選無鉛製程的關鍵。 它是挑選無鉛製程的關鍵 其選擇考慮點有: 機械強度の 機械強度の影響 可靠性の 可靠性の影響 融化溫度の 融化溫度の影響 環境衝擊の 環境衝擊の影響 成本の 成本の影響
PCB的選擇
2.表面處理需兼容無鉛合金
我們用這個喔! 我們用這個喔
目前業界有六種無鉛表面處理可供選擇:
a.鍍金板 鍍金板(Electrolytic Ni/Au) 鍍金板 最穩定,價格最高
b.OSP板(Organic Solderability Preservatives)最便宜,性能最差 板 c.化銀板 化銀板(Immersion Ag) 化銀板 d.化金板 化金板(Electroless Ni/Au) 化金板 e.化錫板 化錫板(Immersion Tin) 化錫板 f.錫銀銅噴錫板 錫銀銅噴錫板(SHACHASL) 錫銀銅噴錫板 性能次之,易遷移導致漏電 HP、DELL產品禁用 製程未成熟 製程未成熟
為何要無鉛
? Pb
根據統計,目前全球電子產業每年使用的封 裝焊料,有將近20,000噸的鉛,數量約佔全 世界每年鉛的產量的5%,且鉛及其化合物是 屬於有毒物質,對人類健康與生態環境構成 威脅,由於鉛對人體危害極大,預期各國將 立法禁止用鉛。 鉛污染
(Solder)
Pb + 1/2 O2 ⇒ PbO
Lead Free
前言
鉛是目前電子產品中焊錫的主要成份之一, 應用於電子工業有超過50年的歷史,由於 錫鉛(Sn/Pb)合金同時具有低成本與適當性質, 因此,Sn/Pb合金一直被用於焊接材料,也 是在現代電子工業中,使用最廣的焊接材 料,然而其為具毒性之重金屬,因此全球 較大的電子製造業已經在推行無鉛產品的 使用。
合金的選擇
目前工業研究主要集中於五種合金系列: SnCu、SnAg、SnAgCu、SnZnBi和SnAgBiCu 二元合金:Sn/Cu-熔點227℃ Sn/Ag-熔點221℃ 三元合金:Sn/Ag/Cu-熔點217℃ Sn/Zn/Bi/-熔點187~193℃ 四元合金:Sn/Ag/Bi/Cu-熔點200~210 ℃