前言

 

　　隨電子信息產業的發展，我國表面貼裝技術（SMT）也得到了迅猛發展，在人類環保意識不斷提高的今天，無鉛產品的生產已經有了比較成熟的工藝，但還有些公司的產品無鉛化工藝進程沒有全部完成，或是某些產品在無鉛方面是豁免的，於是出現了有鉛過渡到無鉛方面的質量控制問題，我們公司在2003年就手無鉛焊接工藝的準備，到現在為止，公司產品全部達到歐盟提出的環保標準（RoHS標準），所以，我們經歷了從有鉛過渡到無鉛的過程，在這個過程中，也有不少收穫，在此與大家共享，希望能給大家有所幫助。

 

　　無鉛產品：產品總的鉛含量不能超過1000PPM.。

　　有鉛產品：對產品的鉛含量沒有要求。

　　環保產品：對產品中的六種有害物質含量進行控制，鎘（Cd）、鉛（Pb）、汞（Hg）、六價鉻（Cr6+）、多溴聯苯（PBB）、多溴聯苯醚（PBDE），見表1所列。

 

 

表1 ROHS指令標準

 

　　無鉛焊膏：在焊膏中不含鉛或含鉛量滿足環保標準。
 

1 有鉛工藝過渡到無鉛工藝的準備

1.1 焊料的選擇

　　焊料的選擇是有鉛過渡到無鉛最重要的因素，因為焊料中的成分變化，錫比例增大，並直接影響到焊接可靠性，也就直接影響到產品質量和壽命，現在最常用的焊料是Sn96.5%Ag3%Cu0.5%，但隨無鉛焊料的發展，低成本的焊膏不斷湧現，主要是減少了Ag的含量，焊接溫度也有所提高。所以，在選擇低成本焊膏時，一定要考慮自己產品的元器件是否能承受焊膏所要求的溫度。

 

a.要求焊膏生產廠家提供焊膏的相關資料，圖1為可供參考的溫度曲線．

 

 

 

圖1 參考溫度曲線

 

b. 選擇焊膏要考慮的特性：1.焊接溫度；2.焊接的可靠性；3.焊膏的印刷性（焊膏粘度），如圖2所示。

 

 

 

1.2 元件的選擇

　　要求元件主體和電極的鍍層都能達到無鉛要求，含鉛量不能超過1000PPM。還有一個重要的問題就是，元件所能承受的最高溫度要達到260℃，才能保證使用無鉛焊膏焊接時元件不失效。如圖3所示，要求元件生產廠家提供SGS報告。如果自己具備有害物質檢測，就應進行再次確認，保證元件鉛含量達到標準的要求。

 

 

 

 

圖３

1.3 印製板的選擇

　　在選擇PCB板時，對基板的耐高溫提出要求，FR4的TG點為130~145℃，它可以耐260-280℃，可以滿足無鉛焊接要求，我們採用的是FR4系列中的S2132（CEM-3）型號基材， 如圖4所示。

 

 　　　

 

圖４

 

1.4 設備的選擇

　　由於無鉛焊膏潤濕性較有鉛的差，所以，對焊膏印刷和貼片設備的精度要求較高，要嚴格區分有鉛和無鉛所用的設備，防止污染的發生，如：印刷焊膏的絲網，不能使用有鉛的；工具如：刮刀、鏟刀、清潔用具；貼片用的貼片機的上下料裝置、推杆、傳送帶、吸嘴等都應該是無鉛專用的，如圖5所示。

 

 

 

 

圖５

 

1.5 回流焊機的選擇

　　一般選擇8溫區以上的回流焊機，這樣就可將溫度曲線控制在最佳狀態，要求橫向溫度差不能超過3℃，嚴格區分有鉛和無鉛使用的回流焊機，見圖6所示。

 

 

 

圖６

 

1.6 產品檢查和返修

　　就產品檢查而言，很多企業已經完成了人工檢查過渡到儀器（AOI）檢查。如果是人工檢查就必須更換新的防靜電手套、鑷子、烙鐵、轉運工具、油性色筆、元件盒，嚴格區分有鉛和無鉛檢查使用的AOI檢查儀，保證無鉛產品不被污染，見圖7所示。

 

 

 

圖７

 

2 無鉛工藝的管理

　　在從有鉛向無鉛工藝過渡的期間，或無鉛和有鉛工藝並存時，人們常常關注的是產品的質量。在無鉛產品中，還有一種質量更加重要，即鉛的含量的控制，如果不進行嚴格細緻的管理，無鉛工藝就沒有意義了，不能達到鉛含量的要求，就不能稱其為無鉛產品。所以，無鉛產品應該首先保證無鉛要求，才能保證品質。所以，無鉛工藝管理顯得尤為重要。從圖8可以看出，這種管理可從五個方面進行。

 

 

 　　

 

圖８

2.1 無鉛原材料的管理

　　2.1.1 焊料、印製板、元件，有鉛和無鉛一定要隔離。由於無鉛產品在鉛的含量上有較嚴格的要求，（如：我們公司按客戶的要求，根據RoHS對鉛的含量進行控制，見表2）。原材料入廠時，就應該有環保標識，所以，要求原材料供應商做好標識，防止元件用錯，見圖9所示。

 

表２

 

 

 

圖９

 

 

　　2.1.2 無鉛原材料的庫房、現場管理

　　無鉛原材料使用要按先進先出的原則控制，保證元件的最佳使用效果，並做好標識，如圖10所示。

 

 

 

 

圖１０

 

2.2 無鉛焊膏印刷工序的管理

　　按以下操作順序做好生產前的確認，見圖11所示。

 

　

 

圖１１