什么是无铅生产技术？

文章摘要：贴满元件的PCB通过回流焊之后，元件就能固定在PCB上面，因为是采用无铅工艺，需要更高的焊锡炉温度，并快速的对焊接产品进行冷却以保证焊接质量，造成对焊接材料和焊接机器的要求更高，所以无铅生产需要更高的成本。此外，目前BGA系列封装在IC载板与主板相连接的部分，所使用的材料为钖球，传统钖球主要组成为63wt%Sn37wt%Pb，因此在无铅规范之下，势必也将采用新的钖球材料。SnAgCu是目前各大厂商采用比率最高的锡球类型，其余则多采用SnAg合金锡球。业界IC封装厂商一般都会密切注意国际各大厂针对无铅规范所作的因应对策，例如未来Sony针对采购对象进行绿色认证，并且每两年重新认证一次，若产品不符

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　　贴满元件的PCB通过回流焊之后，元件就能固定在PCB上面，因为是采用无铅工艺，需要更高的焊锡炉温度，并快速的对焊接产品进行冷却以保证焊接质量，造成对焊接材料和焊接机器的要求更高，所以无铅生产需要更高的成本。

　　此外，目前BGA系列封装在IC载板与主板相连接的部分，所使用的材料为钖球，传统钖球主要组成为63wt%Sn37wt%Pb，因此在无铅规范之下，势必也将采用新的钖球材料。SnAgCu是目前各大厂商采用比率最高的锡球类型，其余则多采用SnAg合金锡球。业界IC封装厂商一般都会密切注意国际各大厂针对无铅规范所作的因应对策，例如未来Sony针对采购对象进行绿色认证，并且每两年重新认证一次，若产品不符合Sony所订定的无铅规范，将无法争取Sony所放出的商机。


厂商BGA bumpNECSnAgCuTOSHIBASnAgCuFujitsuSnAgCu, SnAgBiHITACHISnAgCuSonySnAgMisubishiSnAgCu、SnAgCuBi注：国际大厂于钖球采用无铅材料趋势
　　材料除了焊料外，主要的还有器件以及PCB。在器件方面，有两个需要给于关注和考虑的。一是器件焊端的材料种类和成分，另一是器件本体的耐热问题。焊端材料方面，即使在含铅技术中，并不是所有的焊端都采用含铅的金属，例如常用的Ag/Pd，Ni/Au，以及Sn，Ni/Pd，Ni/Au/Cu等等都不含铅的成分。而这些材料都确认能够和某些无铅焊料兼容使用，所以在器件焊端材料上，厂商所面对的问题不是太棘手。

　　不过最少还是有三方面的问题困扰着我们。首先是模块器件的一级组装问题。由于这些器件可能在二级组装时会再度经过焊接所需要的高温处理，所以一般必须使用较二级组装焊接所需焊接温度更高的熔点的合金焊料。而目前这方面的研发远远不及二级组装技术的研发投入的多，而且由于温度更高，对所有材料的耐热性要求又更高了。这也进一步增加难度。虽然目前有解决方案，但高温无铅焊料种类少、成本很高。

　　此外，在推进无铅制程中采用何种焊接方法也是厂商需要考虑的问题。这时就要厂商根据自己的实际情况进行选择，如元件类型：表面安装元件、通孔插装元件；线路板的情况；板上元件的多少及分布情况等，比如对于表面安装元件的焊接，需采用回流焊的方法；对于通孔插装元件，可根据情况选择波峰焊、浸焊或喷焊法来进行焊接。在焊接方法选择好后，其焊接工艺的类型就确定了。这时就要根据焊接工艺要求选择设备及相关的工艺控制和工艺检查仪器，或进行升级。焊接设备及相关仪器的选择跟焊接材料的选择一样，也是相当关键的。
为了让最终用户在对电子产品是否采用无铅工艺辨别时有个衡量的标准，JEDEC标准JESD97对标识、符号、识别无铅组装的标签、组件和器件都有较为详细的规定，要求在内包装和外包装盒上都要打上标签，明确显示包装内的产品符合RoHS指令，或者说是无铅的。JEDEC JESD97对此进行了如下的规定。这使最终用户能够很容易地判定产品是否采用无铅制程，无须再参考其他文件。有了这些信息，再加上特殊的部件编号、无铅符号和认证结果，有助于实现向RoHS的转换。对任何生产商来说，无铅计划的一个主要部分就是搞清楚每个供货商的部件编号和标注的标准。

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