無鉛技術(shù)對(duì)電路板制造有哪些影響？

過去十年間我們明顯的看到環(huán)保議題對(duì)于電子制造業(yè)者的影響，除了氟氯碳化物的使用量被嚴(yán)格管制之外，對(duì)電路板制作者而言鉛以及鹵素的減量使用是比較重大的項(xiàng)目。電子組裝應(yīng)用方面，歐美日的大廠都提出無鉛需求，對(duì)電路板制作的最大影響首推噴錫替代技術(shù)。

可以取代噴錫的技術(shù)有多種，優(yōu)劣比較卻十分難以抉擇?；旧线x擇替代性的焊錫技術(shù)，最在乎的是制作成本、零件焊接性、制程兼容性、接點(diǎn)信賴度等因素。無鉛噴錫制程目前也有實(shí)積，不過材料或設(shè)備使用范圍都十分有限，是否會(huì)成為產(chǎn)業(yè)主流有待時(shí)間考驗(yàn)。

1、電路板基材的更新

環(huán)保因素考量除了無鉛銲錫外，無鹵基材也是一個(gè)電路板制作及電子產(chǎn)品生產(chǎn)的重要議題。許多基材廠已經(jīng)推出無鹵配方，如何搭配無鉛焊錫制程需要一起考慮。

為了保有耐燃特性同時(shí)免用鹵素，電路板廠家嘗試采用如：加磷、加硼等不同方式來達(dá)成同種功能。但是許多使用經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，整體表現(xiàn)要達(dá)到以往材料相同水平有其難度，尤其是抗化學(xué)性方面的表現(xiàn)。

電路板廠家采用無鉛系統(tǒng)后，采用如：96.5/3.5錫銀合金的熔點(diǎn)為221度，回焊時(shí)零件可能面對(duì)260~265度左右的表面溫度，波焊錫爐操作溫度大約在238~260度左右，比起傳統(tǒng)63/37錫鉛合金要高出許多。對(duì)這些操作溫度的變異，都促使電路板制作與組裝必須面對(duì)基材的耐溫能力提升。目前雖然一般的電路板都仍然采用FR-4等級(jí)的材料生產(chǎn)產(chǎn)品，但是業(yè)者可以發(fā)現(xiàn)許多的新高溫基材逐步在推出，而玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化點(diǎn)也由目前的約140度推升到大約 170度。

面對(duì)愈來愈精細(xì)多種電子零組件組裝，多次組裝與重工的考驗(yàn)必然是未來電路板基材須面對(duì)的挑戰(zhàn)。如何提升基材的耐熱沖擊性，將是電路板材料業(yè)者必須直接面對(duì)的課題。

2、最終金屬表面處理的選擇

除了噴錫之外，可用于電路板及電子零件組裝的最終金屬表面處理仍有多樣，如何提供恰當(dāng)?shù)慕饘俦砻嫣幚硪渤蔀殡娐钒逯圃斓闹匾简?yàn)。
下表所示，為一般電路板制作采用的最終金屬表面處理技術(shù)整理。

面對(duì)電子零組件的多樣化設(shè)計(jì)，不同的金屬處理也有不同的組裝方式適應(yīng)性。下表所示，為一般典型的最終金屬表面處理適用性比較。

下圖所示，為幾種不同的電路板最終金屬表面處理，進(jìn)行無鉛焊錫作業(yè)所產(chǎn)生的接點(diǎn)切片結(jié)果。