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內(nèi)  容

一、鉛的危害及實施無鉛化的必要性與可行性

在軟釬焊的發(fā)展過程中，錫鉛合金一直是最優(yōu)質(zhì)的、廉價的焊接材料，無論是焊接質(zhì)量還是焊后的可靠性都能夠達到使用要求；但是，隨著人類環(huán)保意識的加強，“鉛”及其化合物對人體的危害及對環(huán)境的污染，越來越被人類所重視。        

美國環(huán)境保護署(EPA)將鉛及其化合物定性為17種嚴(yán)重危害人類壽命與自然環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)之一，鉛右通過滲入地下水系統(tǒng)而進入動物或人類的食物鏈；在日常工作中，人體可通過皮膚吸收、呼吸、進食等吸收鉛或其化合物，當(dāng)這些物質(zhì)在人體內(nèi)達到一定量時，會影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的正常合成，破壞中樞神經(jīng)，造成神經(jīng)和再生系統(tǒng)紊亂、呆滯、貧血、智力下降、高血壓甚至不孕等癥狀；鉛中毒屬重金屬中毒，在人體內(nèi)它還有不可排泄、并且會逐漸積累的問題。美國職業(yè)安全與健康管理署(OSHA)標(biāo)準(zhǔn)：成人血液中鉛含量應(yīng)低于50mg/dl，兒童血液中鉛含量應(yīng)低于30mg/dl。

中國已加入WTO，中國市場已經(jīng)逐步與國際市場接軌；為了提高自身產(chǎn)品的適應(yīng)能力，及出口時避免上述不必要的麻煩，國內(nèi)廠商應(yīng)加強產(chǎn)品無鉛化的意識，盡快地適應(yīng)國際市場的要求，不要走在別人的后面，否則產(chǎn)品將失去一定的競爭力，在日趨激烈的國際競爭中處于下風(fēng)；在我國沿海開放地區(qū)的外資廠居多，其中上規(guī)模的國際大公司也不少，這些外資公司已經(jīng)注意到了無鉛化的必要性，有些公司已將無鉛化提入公司改進日程。

綠色環(huán)保產(chǎn)品是新世紀(jì)的主流，但是無鉛化是否可行呢？這個問題要從技術(shù)、成本以及無鉛焊料與目前軟釬焊設(shè)備的兼容性等多個角度去解答。首先從技術(shù)上來講，無鉛化已得到了多個國家的重視，好多國家設(shè)有無鉛焊料研發(fā)的專門機構(gòu)，這些研發(fā)機構(gòu)以及軟釬焊料生產(chǎn)廠商，都已經(jīng)研發(fā)出多種無鉛焊料，且有相當(dāng)一部分被實驗證明是可以替代錫鉛焊料的產(chǎn)品，（具體的無鉛焊料種類及其特性本文第五要點有詳細介紹）；從成本角度考慮，目前所開發(fā)出的無鉛焊料成本一般的在錫鉛合金價格的2~3倍左右，據(jù)粗略統(tǒng)計，所用焊料的費用不超過產(chǎn)品總成本的0.1%左右，所以不會對產(chǎn)品的總體成本造成太大的影響；就設(shè)備而言，目前也有適應(yīng)無鉛焊料的波峰焊及再流焊設(shè)備出廠，但是，眾多無鉛焊料研發(fā)機構(gòu)及生產(chǎn)商仍在不斷努力改進無鉛焊料本身的質(zhì)量參數(shù)，以適應(yīng)客戶目前的現(xiàn)有設(shè)備。

綜上所述，縱觀世界潮流、與目前無鉛化的進程表明，無鉛化是完全必要的也是可行的。

二、無鉛焊料發(fā)展進程

1991和1993年：美國參議院提出將電子焊料中鉛含量控制在0.1%以下的要求，遭到美國工業(yè)界強烈反對而夭折；

1991年起NEMI, NCMS, NIST, DIT, NPL, PCIF, ITRI, JIEP等組織相繼開展無鉛焊料的專題研究，耗資超過 2000萬美元，目前仍在繼續(xù)；

1998年日本修訂家用電子產(chǎn)品再生法，驅(qū)使企業(yè)界開發(fā)無鉛電子產(chǎn)品；

1998年10月日本松夏公司第一款批量生產(chǎn)的無鉛電子產(chǎn)品問世；

2000年6月：美國IPC  Lead-Free Roadmap 第4版發(fā)表，建議美國企業(yè)界于2001年推出無鉛化電子產(chǎn)品，2004年實現(xiàn)全面無鉛化；

2000年8月：日本 JEITA  Lead-Free Roadmap 1.3 版發(fā)表，建議日本企業(yè)界于2003年實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化無鉛電子組裝；

2002年1月歐盟 Lead-Free  Roadmap1.0 版發(fā)表，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果向業(yè)界提供關(guān)于無鉛化的重要統(tǒng)計資料；

歐盟議會和歐盟理事會2003年1月23日發(fā)布了第2002/95/EC號《關(guān)于在電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》，在這個指令中，歐盟明確規(guī)定了六種有害物質(zhì)為：“汞（Hg）、鎘（Cd）、六價鉻（Cr）、鉛（Pb）、聚溴聯(lián)苯（PBB）、聚溴二苯醚（PBDE）”；并強制要求自2006年7月1日起，在歐洲市場上銷售的電子產(chǎn)品必須為無鉛的電子產(chǎn)品；（個別類型電子產(chǎn)品暫時除外）

2003年3月，中國信息產(chǎn)業(yè)部擬定《電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)污染防治管理辦法》，提議自2006年7月1日起投放市場的國家重點監(jiān)管目錄內(nèi)的電子信息產(chǎn)品不能含有Pb。

三、軟釬焊行業(yè)對無鉛焊料的要求

無鉛焊料首先要能夠真正滿足環(huán)保要求，不能把鉛去除了，又添加了新的有毒或有害的物質(zhì)；要確保無鉛焊料的可焊性及焊后的可靠性，并要考慮到客戶所承受的成本等眾多問題。概括起來講，無鉛焊料應(yīng)盡量滿足以下這些要求：

1、無鉛焊料的熔點要低，盡可能地接近63/37錫鉛合金的共晶溫度1830C，如果新產(chǎn)品的共晶溫度只高出1830C幾度應(yīng)該不是很大問題，但目前尚沒有能夠真正推廣的，并符合焊接要求的此類無鉛焊料；另外，在開發(fā)出有較低共晶溫度的無鉛焊料以前，應(yīng)盡量把無鉛焊料的熔融間隔溫差降下來，即盡量減小其固相線與液相線之間的溫度區(qū)間，固相線溫度最小為1500C，液相線溫度視具體應(yīng)用而定(波峰焊用錫條：2650C以下；錫絲：3750C以下；SMT用焊錫膏：2500C以下，通常要求回流焊溫度應(yīng)該低于225~2300C)。

2、無鉛焊料要有良好的潤濕性；一般情況下，再流焊時焊料在液相線以上停留的時間為30~90秒，波峰焊時被焊接組件管腳及線路板基板面與錫液波峰接觸的時間為4秒左右，使用無鉛焊料以后，要保證在以上時間范圍內(nèi)焊料能表現(xiàn)出良好的潤濕性能，以保證優(yōu)質(zhì)的焊接效果；

3、焊接后的導(dǎo)電及導(dǎo)熱率都要與63/37錫鉛合金焊料相接近；

4、焊點的抗拉強度、韌性、延展性及抗蠕變性能都要與錫鉛合金的性能相差不多；

5、成本盡可能的降低；目前，能控制在錫鉛合金的1.5~2倍，是比較理想的價位；

6、所開發(fā)的無鉛焊料在使用過程中，與線路板的銅基、或線路板所鍍的無鉛焊料、以及元器件管腳或其表面的無鉛焊料及其它金屬鍍層間，有良好的釬合性能；

7、新開發(fā)的無鉛焊料盡量與各類助焊劑相匹配，并且兼容性要盡可能的強；既能夠在活性松香樹脂型助焊劑（RA）的支持下工作，也能夠適用溫和型、弱活性松香焊劑（RMA）或不含松香樹脂的免清洗助焊劑才是以后的發(fā)展趨勢；

8、焊接后對焊點的檢驗、返修要容易；

9、所選用原材料能夠滿足長期的充分供應(yīng)；

10、與目前所用的設(shè)備工藝相兼容，在不更換設(shè)備的狀況下可以工作。

四、無鉛化進程中所涉及的相關(guān)行業(yè)及其協(xié)作關(guān)系

在無鉛化的推廣與導(dǎo)入過程中，不可避免地會與多個行業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生或多或少的關(guān)系，這就要求相關(guān)行業(yè)之間要互相協(xié)作，統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；避免重復(fù)的、相互牽制的工作，這樣會影響無鉛化的推廣與導(dǎo)入；這其中所涉及的相關(guān)行業(yè)及其之間的相互協(xié)作關(guān)系如下：

1、電子制造業(yè)廠商：

電子制造廠商是無鉛焊料的使用廠商，是無鉛化最重要的執(zhí)行對象，也是無鉛化推廣的終端；這些廠商應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)品及客戶對象等狀況，去決定何時去導(dǎo)入無鉛化制程，以及如何導(dǎo)入等問題；一旦確定要實施產(chǎn)品無鉛化，就應(yīng)該配合原材料供貨商及客戶，把無鉛化的導(dǎo)入作為一個改造或改進方案提上公司工作日程（相關(guān)導(dǎo)入制程請參考本文第七點相關(guān)論述）。電子制造廠商是否重視無鉛化進程，是否能夠與其它相關(guān)行業(yè)有效地配合等，都會影響到無鉛焊料的推廣與最終的實施、普及。

所以，電子制造廠商將在無鉛化的推廣進程中起著決定性的作用。

2、電子元器件廠商：

電子元器件廠商既是無鉛化的推動者，同時也是無鉛焊料的使用廠商，這類廠商本來也屬電子制造廠商，但同時作為元器件的生產(chǎn)商又有其特殊性，所以把它單列出來，與電子制造廠商區(qū)別來講。生產(chǎn)元器件管腳需要鍍錫的廠商，如：二極管、變壓器、線圈等產(chǎn)品時，應(yīng)該選擇無鉛焊料去作鍍層，以適應(yīng)無鉛化的要求；另外，需要使用釬焊材料來完成焊接的元器件廠商，更要重視無鉛焊料的問題，如：陶瓷電容器等廠商，在無鉛焊料推廣使用初期，焊接時的工作溫度比起以前有所提高，如何避免在經(jīng)過高溫焊接時，電容器或其它元器件內(nèi)的釬焊料不受高溫影響也是應(yīng)該早作考慮的問題。 

電子元器件制造商，應(yīng)與客戶溝通協(xié)調(diào)，另外應(yīng)詢求無鉛焊料生產(chǎn)廠商的配合，在無鉛化進程中起到應(yīng)有的支持作用。

   3、線路板制造廠商：

線路板制造廠商在無鉛化的進程中，也應(yīng)與其它相關(guān)行業(yè)保持良好的協(xié)作關(guān)系；實行無鉛化后，要求這些廠商無論是單面板的鍍錫或是多層板熱風(fēng)整平時的噴錫，都應(yīng)選擇無鉛焊料作業(yè)；另外，在線路板表面防氧化層的物質(zhì)選擇上，也應(yīng)考慮這些物質(zhì)與各種無鉛焊料的釬合性能問題，耐溫要提高。

這些廠商在無鉛化的進程中，同電子元器件的生產(chǎn)廠商一樣，既是無鉛焊料的使用者，也是無鉛化推進過程中的關(guān)鍵一環(huán)，對無鉛化的進程起到不可忽視的支持作用。

4、軟釬焊料生產(chǎn)廠商：

軟釬焊料生產(chǎn)廠商應(yīng)該定位在無鉛化進程中的核心位置，從研發(fā)試驗，到無鉛焊料的交付使用，都應(yīng)起到主導(dǎo)的作用；在無鉛化的進程中，焊料生產(chǎn)廠商所應(yīng)做的工作最多，在與其它各行業(yè)的協(xié)調(diào)過程中也起著關(guān)鍵的決定性作用。

目前，對此類廠商的要求是：盡快地開發(fā)出經(jīng)濟、實用的無鉛焊料產(chǎn)品，并且在無鉛焊料推廣初期，應(yīng)首先掌握無鉛化的推廣與導(dǎo)入技術(shù)；此類廠商應(yīng)與電子元器件生產(chǎn)商、電子制造廠商、線路板生產(chǎn)廠商以及設(shè)備生產(chǎn)廠商、無釬焊料專業(yè)研發(fā)機構(gòu)做好協(xié)調(diào)工作，避免重復(fù)的開發(fā)、研制工作。

另外，在此類生產(chǎn)廠商內(nèi)部，應(yīng)首先加強行銷人員的無鉛化專業(yè)知識，以便更好地指導(dǎo)客戶、服務(wù)市場，把無鉛化的推廣與導(dǎo)入工作做好、做細。

5、軟釬焊用設(shè)備制造商：

此類廠商在目前的環(huán)境下，應(yīng)充分掌握無鉛焊料的研發(fā)動態(tài)，并充分了解電子制造業(yè)的工藝、制程的發(fā)展動態(tài)，以協(xié)助解決無鉛焊料在使用中所存在的各種相關(guān)問題；

對此類廠商的基本要求是：充分掌握無鉛焊料的發(fā)展動態(tài)及特性，另外一點就是反應(yīng)一定要快，能夠時時滿足客戶各方面的要求。

6、無鉛焊料的專業(yè)研發(fā)機構(gòu)：

無鉛焊料專業(yè)研發(fā)機構(gòu)在無鉛化進程的初期，對無鉛焊料的研發(fā)起到了重要的推動作用，促使了無鉛焊料的新品不斷產(chǎn)生，相關(guān)技術(shù)含量不斷提升，對無鉛焊料的推廣與導(dǎo)入提供了一定的技術(shù)保障。

此類機構(gòu)應(yīng)與焊料生產(chǎn)廠商協(xié)調(diào)配合，不斷把最新的實驗成果，通過焊料生產(chǎn)廠商推向市場，做實用化試驗，以加快無鉛化進程。

五、目前所開發(fā)的無鉛焊料種類及其品質(zhì)、成本之評估

     在無鉛焊料的開發(fā)初期，大多焊料廠商存在較嚴(yán)重的誤區(qū)，有人認(rèn)為把錫鉛合金中的鉛除去就是無鉛焊料了，其實那只是純錫，而不是無鉛焊料，純錫的抗拉強度、延展性、抗蠕變性能等都要比錫鉛合金差得多；所以在去除鉛的成份以后，必須找到一種或幾種能夠從性能、成本等角度代替鉛的金屬元素。新的無鉛焊料必須與63/37錫鉛合金的各種性能相接近。

1、無鉛焊料研發(fā)現(xiàn)狀：

美國國家生產(chǎn)科學(xué)研究所(NCMS)通過篩選得到了7種無鉛焊料并在此基礎(chǔ)上，進行了實用性和可靠性二次評審，最后推薦了三種合金供選擇。（見表一）

表一：美國用于表面安裝推薦的三種無鉛焊料合金

    在日本，日本電子工業(yè)振興協(xié)會（JEITA）組織評定了無鉛焊料。表二為JEIDA組織評定的過渡期可用的合金。

    表二、JEIDA組織評定的可用的合金

2、無鉛焊料的種類及特性

從各國相關(guān)組織推薦的各種無鉛焊料及各大公司試用的狀況總結(jié)，目前過渡期無鉛焊料可分為下述4類，見下表：

3、金箭焊料有限公司無鉛焊料成份的篩選：

篩選依據(jù)見本文（三），為達目標(biāo)選擇種類以Sn-Cu系Sn-Ag系為基礎(chǔ)，供選擇的添加元素如下：

●熔點降低類：銦（In）鉍（Bi）

●抗氧化類：鎵（Ga）銦（In）磷（P）

●改善組織結(jié)構(gòu)類：鍺（Ge）鈰（Ce）

（請參考以下示意圖）

銀（Ag）

9610C

強

度

提

高

熔點降低                  防止斷裂

鉍（Bi）            錫（Sn）                銅（Cu）

         2710C               2320C                   10830C

                              熔

點

降

低

                            鋅（Zn）

                             4320C

最后得到Sn-Ag-Cu-Bi/Sn-Ag-Cu系可進入下輪篩選。

3．1以熔點管法進行Sn-Ag 、Sn-Cu二元合金，再添加熔點降低類元素組成Sn-Cu-In/Sn-Cu-Bi/Sn-Ag-Bi/Sn-Ag-Cu-Bi/Sn-Ag-Cu-In等三元四元合金進行篩選，發(fā)現(xiàn)含銦焊料熔點下降明顯，熔融溫度區(qū)間也小，只是價格及供貨能力差而被排除；含鉍的合金熔融區(qū)間較大，對降低固相線明顯，對降低液相線不明顯，只能限定在3%以下。熔點管法較示差熱分析儀直觀速度快。

3．2以靜止錫鍋法測試Sn-Ag-Cu/Sn-Ag-Cu-Bi/Sn-Cu/Sn-Ag等二元、三元、四元合金添加抗氧化成份在規(guī)定時間內(nèi)以出渣多少來進行評定，結(jié)論如下：Ga、In、p<50ppm有效。

3．3 以電子顯微鏡觀察Sn-Cu/Sn-Ag/Sn-Ag-Cu/Sn-Ag-Cu-Bi等二元、三元、四元合金的金相結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)銀超過3.5%時合金形成Ag-Sn粗化結(jié)構(gòu)；Bi在21%以下時出現(xiàn)共晶部分；添加Ge、Ce后會形成微細粒子改善了無鉛焊料的組織結(jié)構(gòu)。

綜上所述，實驗結(jié)果形成了以Sn-Cu/Sn-Ag/Sn-Ag-Cu/Sn-Ag-Cu-Bi為基礎(chǔ)并添加Ga、In、P、Ge等元素在內(nèi)的無鉛焊料。

4、無鉛焊料的抗拉強度評價：

為考核焊料焊接后的強度，我們設(shè)計了下述方案完成焊接，同樣的焊料量、焊點大小一致為3X3mm，厚度為0.3mm的T2銅片,實驗示意圖如下：

在拉力試驗機上做剝離強度試驗，用我公司GA-F960無鉛焊料專用焊劑，得到下述結(jié)論：

5、無鉛焊料潤濕性評價：

    實驗樣品：Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Sb系、Sn-Ag系及Sn- Cu系無鉛焊料；Sn60/Pb40有鉛焊料

             （所用助焊劑為金箭公司生產(chǎn)的GA-F960）

實驗儀器:游標(biāo)卡尺測量法

實驗步驟:

  1.樣板的制備:

    將T2 銅板剪成適當(dāng)?shù)男�塊,用(1:2)鹽酸除去氧化膜后,用水沖洗,再用乙醇清洗,放置空氣中干燥后,放入150℃±5℃烘箱內(nèi)1小時氧化,取出放入嚴(yán)密的玻璃瓶中備用。

  2.試料：

    稱取0.3000±0.002g無鉛焊絲(Φ1.0),用小細棒彎成小圓圈、或用0.3000±0.002g的無鉛焊料。

  3.試驗步驟：

將銅板一角彎一小角,將試料環(huán)放在試驗板中心,用鑷子夾住試驗板小角(焊劑滴三滴,固體焊劑稱3g)放入錫鍋,在30s內(nèi)熔化并擴展,取出常溫下冷卻,用乙醇清除殘余物,用千分尺測銅板厚度H0 和銅板中試料中心最高處的厚度HA 。

擴展率=4.06-(HA -HO )/ 4.06×100%

Sn-Ag-Cu系                             

             Sn60/Pb40                            

實驗結(jié)果如下表所示:

6、無鉛焊料伸展率評價：

將所評價焊料在拉力試驗機上做伸展率測試，測試樣件拉成φ3mm絲或鑄成5X5X100mm的條；測試結(jié)果如下：

7、無鉛焊料的熔點評價：

將所評價的無鉛焊料以示差熱分析儀來進行測試分析（DTA）：根據(jù)GB/T1425-1996《貴金屬及其合金熔化溫度范圍的測定》標(biāo)準(zhǔn)進行測試結(jié)果如下：

8、無鉛焊料抗疲勞性能評價：

在850C±20C相對濕度85±5%的恒溫恒濕箱中將本節(jié)5和8中的樣片做48小時老化實驗后，測試伸展率和抗拉強度，測試結(jié)果如下：

9、無鉛焊料的成本評估：

六、無鉛焊料的推廣應(yīng)用過程中所需解決或應(yīng)注意的相關(guān)問題

1、無鉛錫絲的使用：

①、注意烙鐵功率的選擇，無鉛焊料的熔點比錫鉛合金高出許多，在不影響元器件所受熱沖擊的情況下，可適當(dāng)把烙鐵功率加大，以加快熔錫與上錫的速度；焊接溫度不能低于3750C或用60W烙鐵。

②、在焊后焊點的感觀上，不能按以往錫鉛合金的標(biāo)準(zhǔn)評判，通常的無鉛焊料焊點不如錫鉛合金焊點平滑、光亮，但只要能保證焊點的完全焊接及其檢測時的可靠性，應(yīng)屬可接受范圍。

2、波峰爐的使用：

就設(shè)備而言，目前也有適應(yīng)無鉛焊料的波峰焊及再流焊設(shè)備出廠，但是，眾多無鉛焊料研發(fā)及生產(chǎn)商仍在不斷努力改進無鉛焊料本身的質(zhì)素，以適應(yīng)客戶的現(xiàn)有設(shè)備。

①、關(guān)于波峰爐的設(shè)備：

就Sn-Ag-Cu焊料來講，其工作溫度應(yīng)在2550C左右，就各廠商目前錫爐設(shè)備能否適用而言，還要看自身設(shè)備的實際狀況，一般情況下應(yīng)該是可以滿足。但是考慮到無鉛料料的固相線和液相線之間還存在較大的區(qū)間，這樣對焊料的凝固時間就產(chǎn)生了影響，會延遲焊料的凝固，所以，如果條件允許的話，可以在波峰爐錫槽后，加一個強制降溫的裝置，以加大線路板經(jīng)過波峰后的降溫速率，有利于焊點的形成；另外，在波峰爐鏈條進口與出口處作好擋簾保溫設(shè)施，以及加長預(yù)熱區(qū)、對錫槽作鍍層外理等措施，以保持無鉛波峰爐良好的焊接狀態(tài)。

②、預(yù)熱溫度及錫爐溫度設(shè)定：

相關(guān)預(yù)熱及錫爐溫度設(shè)定的問題，最好向焊料或元器件的供貨商咨詢，并要求對方在供貨或交付樣品前提交相關(guān)參數(shù)；無鉛焊料所定參數(shù)大致如下：預(yù)熱溫度90~1100C，錫爐溫度在250~2600C（以上均為實際溫度），走板速度一般定在1.1~1.4m/min不等；

根據(jù)目前所開發(fā)的無鉛焊料的實際情況及現(xiàn)有波峰爐的狀況，通過對走板速度的調(diào)控，當(dāng)線路板走完0.9m左右的長度預(yù)熱區(qū)時，板面實際受熱溫度完全在可達到1000C以上，這樣的預(yù)熱溫度能夠達到無鉛焊料對預(yù)熱溫度的要求。

目前錫爐設(shè)備生產(chǎn)商所生產(chǎn)波峰爐，錫液所達到的最高溫度上限一般都設(shè)定在3000C左右，也能夠滿足無鉛焊料的2550C左右的工作溫度；另外，PCB生產(chǎn)廠商的阻焊膜的抗高溫能力定在270-2900C；據(jù)此，目前的波峰爐及PCB狀況基本能適應(yīng)無鉛焊料的焊接要求。

以上工作參數(shù)的設(shè)定，只是從錫爐及焊料本身去考慮；在實際工作中，電子制造廠商還應(yīng)該審視自身產(chǎn)品，以及線路板上組件的精密程度、所能承受的熱沖擊程度等狀況，在綜合所有相關(guān)供貨商的指導(dǎo)資料后，再去設(shè)定以上參數(shù)；焊接溫度曲線高出共晶點溫度或高出液相線溫度100C左右開始試驗，據(jù)使用無鉛焊料的用戶反饋信息分析，此種試驗是非常必要的、有效的。

3、再流焊設(shè)備的使用

①、設(shè)備所面臨的問題：

關(guān)于再流焊設(shè)備要不要更新、在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上要不要采用氮氣保護等問題，目前仍沒有定論；但因為無鉛焊料的熔點較以往錫鉛合金焊料高，也使得再流焊過程中產(chǎn)品上各點的溫差要高出許多，這就意味著再流焊的加熱效率將面臨較大的挑戰(zhàn)，紅外線加熱的再流焊機或加熱效率不理想的再流焊設(shè)備，有可能在無鉛焊料的推廣中遭到淘汰；擁有這類設(shè)備的廠商，在推行無鉛焊料前應(yīng)慎重考慮與評估。

②、再流焊區(qū)線的設(shè)定：

     具體的無鉛焊料再流焊溫度曲線，電子制造業(yè)廠商應(yīng)向焊料供貨商要求提供；每一種不同配比的無鉛焊料，其溫度曲線都是不同的；就目前無鉛焊料開發(fā)的現(xiàn)狀而言，整個再流焊工作溫度曲線將比63/37錫鉛合金焊料提高200C左右；在更改工作溫度曲線前，應(yīng)首先對自身產(chǎn)品及元器件所能承受之熱沖擊狀況做出論證，然后再審慎調(diào)整。

③、無鉛焊錫膏錫粉成份之選擇:

考慮到再流焊的特殊性，在選擇焊料的成份配比上，與波峰爐稍有不同，建議選擇Sn-Ag-Cu或Sn-Ag-Cu-Bi系列焊料，Sn-Ag-Cu焊料被美國NEMI(National Electronics and Marufacturing Iniviative)推薦為“標(biāo)準(zhǔn)”焊料；ITRI也擬把Sn-Ag-Cu焊料推薦為Sn-Pb通用替代物。

4、輔助材料的使用：

①、無鉛焊料用助焊劑

實現(xiàn)無鉛化以后，焊料采用無鉛焊料，其在焊接效果及特性上與以往的錫鉛合金有很大的不同，所以，選擇與無鉛焊料相匹配的助焊劑是完全必要的。

如果是活性的松香助焊劑（RA），應(yīng)該可以滿足各種無鉛焊料的要求，但是此類焊劑焊后的殘留將是令人頭痛的問題，經(jīng)過較高的焊接溫度，有可能會產(chǎn)生難以清除的殘留物質(zhì)，這是助焊劑組份中某些物質(zhì)經(jīng)過高溫環(huán)境時被氧化后形成的，這部分物質(zhì)的存在有可能會對焊后的電性能存在一定的影響；另外，使用普通弱活松香型（RMA）或免清洗助焊劑，都存在著焊劑中活化物質(zhì)的活化溫度與目前無鉛焊料的較高工作溫度不相匹配的問題。

這就要求助焊劑生產(chǎn)廠商要開發(fā)出一種用活性較強、抗氧化能力更強、潤濕性更好熱穩(wěn)定性更好的助焊劑供客商選擇使用。電子制造廠商在選擇無鉛焊料的同時，應(yīng)向供貨商咨詢相關(guān)配套助焊劑的問題。

②、惰性氣氛（氮氣）

關(guān)于無鉛焊料使用中是否一定要使用氮氣保護，目前尚無一種定論，據(jù)“液化空氣（天津）有限公司”的陳文洪先生在《惰性焊接和無鉛焊料》一文中的對此作了以下論述：

第一、使用惰性氣氛以后的低含氧量，可以幫助保護金屬和助焊劑不產(chǎn)生過量氧化物，提高焊料及助焊劑的潤濕性能；

第二、空氣氣氛下產(chǎn)生的助焊劑氧化物是難以去除的，如果把熱氮氣用于產(chǎn)品返修中，可減少氧化物，簡化工藝。

第三、在以下情況下應(yīng)使用氮氣：高的操作溫度、細間距、復(fù)雜的裝配或是產(chǎn)品高可靠度要求使用氮氣保護時，應(yīng)該使用氮氣保護；

第四、在日本的實驗室研究中，眾多研究者一致認(rèn)為手機裝配業(yè)使用氮氣是必須的。

第五、另有一些文獻報道，使用氮氣可以降低焊接的峰值溫度，當(dāng)生產(chǎn)設(shè)計復(fù)雜的產(chǎn)品、溫度范圍大的板卡時，都建議使用氮氣。

根據(jù)以上幾點的論述，電子制造廠商在使用氮氣保護的問題上，還是要根據(jù)自身產(chǎn)品的實際狀況來定，經(jīng)過嚴(yán)密的論證后再作決定，如有相關(guān)問題，也可請氣體制造商提供幫助。

5、無鉛焊料焊接后的產(chǎn)品，應(yīng)該再附加連接點的抗熱疲勞及壽命檢測，以用多種參數(shù)支持、評價焊料可靠性。

6、廢料回收：從環(huán)保角度考慮的波峰焊氧化錫渣、廢錫漿、廢PCB等應(yīng)該回收并且在價值上也應(yīng)值得回收再生。

七、建議電子行業(yè)無鉛化的導(dǎo)入制程

根據(jù)企業(yè)實際狀況，首先應(yīng)抽調(diào)工程、品管、生技等部門相關(guān)人員，成立無鉛化推行論證工作小組，然后由該工作小組制定出適合本企業(yè)的無鉛焊料導(dǎo)入計劃，以及完成該計劃中每一個小節(jié)的具體時間，并發(fā)放各相關(guān)職能部門，要求企業(yè)內(nèi)各部門按計劃分配工作，并予以執(zhí)行。

相關(guān)推廣工作及導(dǎo)入計劃內(nèi)容有以下幾點可供參考：

1、對相關(guān)無鉛焊料的各種資料進行書面論證：

①、無鉛焊料之起源：

②、無鉛焊料之推動力：

③、無鉛焊料之市場導(dǎo)向：

    （①至③可參考本文第一點相關(guān)論述）

④、無鉛焊料之性能：

⑤、無鉛焊料成份之選用：

⑥、無鉛焊料品質(zhì)之評估：

⑦、無鉛焊料成本之評估：

⑧、與無鉛焊料相匹配之助焊劑性能：

（④至⑧可參考本文第五、六點相關(guān)論述；以上①至⑧也要求焊料供貨商協(xié)助提供相關(guān)支持；）

2、協(xié)調(diào)、選擇無鉛焊料供貨商對具體無鉛焊料產(chǎn)品進行評估；

（可要求無鉛焊料生產(chǎn)廠商提供其產(chǎn)品配比或所含金屬元素成分、焊料性能、適用的溫度區(qū)線、對焊接設(shè)備的要求等方面相關(guān)資料）

3、協(xié)調(diào)各電子元器件生產(chǎn)商對電子元器件在無鉛化進程中的適用性，及其性能論證；

（此點應(yīng)包括元器件管腳鍍層之無鉛成份及元器件所能承受熱沖擊能力進行評估）

4、對線路板生產(chǎn)商進行線路板無鉛化評估；

（此點包括線路板自身的無鉛化評估，及線路板所能承受之熱沖擊能力評估）

5、對企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備進行評估；

（可參照本文第六點相關(guān)論述，或請求設(shè)備供貨商予以支持）

6、對引入無鉛焊料后生產(chǎn)工藝之調(diào)整，以及生產(chǎn)工藝調(diào)整后對企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等各方面所帶來的影響進行評估；

（相關(guān)參數(shù)之調(diào)整可參照本文第五點及第六點相關(guān)論述）

7、對無鉛化導(dǎo)入計劃中所涉及到各部門，要求他們作出相應(yīng)工作計劃書；

8、在確定以上程序基本完成，并有理論、技術(shù)支持后，可在工程或技術(shù)部門內(nèi)部做無鉛焊料的應(yīng)用實驗；

9、對實驗結(jié)果進行總結(jié)，對不足或存在明顯缺陷部分進行改進，或協(xié)調(diào)相關(guān)供貨商尋求技術(shù)支持；

10、將無鉛焊料安排到生產(chǎn)線進行試用、或?qū)Σ糠之a(chǎn)品進行無鉛化實驗；

11、在所有評估、實驗完成以后，進行最終的無鉛化導(dǎo)入程序進行總結(jié)；并編制無鉛焊料使用工藝及各相關(guān)工位工作指導(dǎo)書。