无铅制程简介

1、錫製:匸匸J環境的危害人體健康的影響法令規範全球環境保護或工業團體之要求環境的危害臭氧層o3平流層紫外光對流層。2COOOri ri ri/聲粥7纟iiii戴奧辛】ffl室效應、地丁水污塞/人體健康的影響*血液循環系统-嚴重貧血*中樞神經系統-無感症 精神分裂憂鬱症及老年癡呆症*消化系统-腹痛噁心S嘔吐、厭食、便秘或味覺異常等症*生育生殖能力-不孕 流產5死產及新生 兒發育|r全球環境保護或工業團體之要求*日本：計畫2003年1月1日導入（by NEDO,新能源技術發展組織）*歐洲：2006年1月1日導入（by WEEE,電子及電子設備廢棄物管理組織）*美國：蕪任何導入之時間表要求法钿範歐洲慈

2、法令現況*目前歐洲僅由歐盟(European Union)要求於2008年1月開始，所有輸入歐洲之各項產品都需達到完全無鉛的要求。法令規範日本無鉛法令現況* S前仍無法律直接明文規定禁止使用鉛金屬，但已有相關法令間接規範：鉛中毒防治法(勞工安全衛生法)廃秦物處理及衛生安全法(1991)水污染防治法(1994)電器用話回收法(2001年4月1日起)Panasonic !； 02003DQSony/2Hitachitei00土VPNECToshibaFujitsu垃97刨/2 ip5鮎飞叫计jT i B g rH 1/2 g iA I2001 D0200OK2000 W2002 W2亦丽&2003

3、2002帼口2000r2001CO2002：Ou M $ 聡 f）并B VTRg PDg g A pgDOVTR?TVn!0EJHH1 HHHHM無鉛合金資米1收集及硏究1替代养之選擇要項*金屬特性“機械性可靠度越高越好越佳越好*毒性“以無毒性且不易產生公害 爲佳*成本“取得容易且越低越好點“最好爲共晶且越低越好*熔*潤焊 性“擴錫性及焊接之爬錫性性*主要合金錫（Sn ）*次要合金“1銀（Ag）:改善潤濕性、 焊點辫底O!III2.鉛（Bi）:降辰熔點溫度， 改潤濕性。3銅（Cu）:改善焊點強度。4鋅（Zn）:低熔點，低成替代強之晴替代強之制Bi以甘歼翊古:熔點溫度：27弋降低熔點溫增加焊點強

4、度f Sn熔點溫度：231Cf防止溶蝕效應/Cu 熔點溫度:1083C.降低畀點溫度Zn熔點溫度：420 C各硏究組織之強推薦11赴和吟1A itl eNEMItl e e V 6SnAgCu3 k也WIDEALS1 p辛迢诊thyADa06 SnAgCu3 kITRIe 6 usi SnAgCuu I P fifeJEIDASnAuj U 1 U1阿d时f I 6- |SnCuI1占日本電子工業测協會之硏究2*波焊建議使用合金:象發生，尤雌焊接時含 B啲條件下極易發生。SnAgCu、SnCu *硏究為： 6i拿X咋 NokiaSn-Ag-BiGSMNortelSn-CuTelephoneKe

5、yenceSn-Ag-CuSensorOmronSn-Ag-CuSensorPanasonicSn-Ag-Bi-InMD playerSn-Ag-CuPD driveSn-CuCassette Tape, Video PlayerSonySn-Cu-NiTVSn-Ag-CuVCRNECSn-Zn-BiNotebook ComputerSn-Ag-CuNotebook ComputerHitachiSn-Ag-BiRefrigerator, Air Condition, TV，VCR, PC業界已師之詠強彌集整6 ikjk*k I直 A。A-& 上 jt*Sn-Pb183.3Yes44MPs25

6、%b5.83$/KgNoOKjTO_毎Mt(5- 1Sn-07Cu227229Yes30MPs52%伞*f.8.62$/KgNoOKSib35A05Cii217219 Yes 一52MPs 27%A官 Limited1297$/KgNoOKSn07(Cu+Ni)227229Yes33MPs48% L62$/KgYesOK二無鉛焊錫導入波焊製程的建議:III1 合金的選擇:要使無鉛合能夠實用化，就必須先確定 其物質性能，檢討的項目爲:成本，熔解溫度,bulk拉力诞 伸性，壽命，濕潤時間應力,擴散力，組識變化，接合剪斷，剝 離強度，導線焊接的creep強度等，目前爲止，業界（日本爲 主）所選用之合

7、金爲下列組合.Sn993/CuOe7Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5Sn96/Ag2.5/Bil/Cu0.5廉“毁聖邂證弔曰W(s-onD/OTv/s) WWWMW土歸陥嚼爲宙縮 IEEqd-VB诫径炯锄&料 TffltK.ss EwNUOSEUed/nru3s)& m 赵(qel SHWV=氓 JaA-gn VAVOI)粼袒哺510。卜罔叫卜.InuA 忠 V、9E6US1?履如 nimE祀暮屈弐如Lead-free paste Surface, slightlyConventional paste Surface, shiny &grainy無鉛材料:表面多粒狀smooth傳統材料:表

8、明光滑閃亮.Sn/AgSaSn-CuSn-Pb218-219216-217227183LiftingOKbad1111.;:badExcellent af-_aawaaaraaaaajuwlaawaaam7.47.3鋼$10010195113100YfipoorOKGoodpoorExcellent1 A U U aM沽b CCyclingOKOKbadOKOKf &b c由上表可看出，綜合成本及焊錫性之考量,選擇Sn/A30/Cu05合金較合適.2材料考量：目前印刷線路板一有OSP保護之裸銅板及化銀板和 化鎳金板(Immersion NiAu),OSP板成本低使用歷史久焊

9、 接性較化銀和化鎳金板稍差;而化銀板焊接性好成本較高穩 定性好;化鎳金板焊接性較好，穩定性較化銀板差，且價格高.所以化銀板應爲未來無鉛焊錫重要候選，但現階段OSP板爲 首選3助焊劑考量: 無鉛焊接較原有製程，焊錫性及合金毛細效 用（與合金比重成正比）都較弱增加了焊接困難度, 因此有必要提升助焊劑焊性，可借由三種方式： a增加活化劑之使用量:此做法會影響殘留之潔 淨度及頂針測試之誤判率b改變活化劑銅須考濾化學可靠度.c改變活化反應機构:活化劑在水中的活性要比 在有機溶劑中好，同時用水可達到提高安全性與 健康環保的目的，但缺點是揮發所需之較高預熱會 造成活化劑因耐熱問題而損失部份活性也存在因 水份

10、揮發不完全而造成錫噴濺.4 設備考量:氐預熱系統:無鉛焊錫錫溫較高(260c270c )，爲避免較高的熱沖擊，需要有均勻有較的預熱最理想的預熱 是強製熱風循環其優點包括: :減少PCB零件面與焊接面之溫差，除去了零件不均溫 造成的吃錫不飽之缺點.:針對赠之助焊劑，可加速水份之揮發而不需提高預:直接之熱量傳遞確保所有待焊元件在有限預熱時間 內達到足夠熱量卻不會過熱而損傷零件或效能.此次實驗爲節約成本,我們利用原錫爐做些許修改:兩預熱段之間及預熱二段與錫槽之間空隙均用不銹鋼板 蓋住，以避免PCB在經過此處時溫度發生陡降造成較大的熱沖擊康7PCB胃雷2罷.3030.3030.造成溢錫.錫爐需求錫爐產品出口b錫爐結構因無瞬金上錫速度及角度較差現有錫爐結構需做修改，較強的涌出式錫波能提供較大之上錫力量以補強無鉛焊錫潤濕力，但這樣錫波不穩，容易1錫爐上方之排氣孔出風量, 需調整爲現行出風量之50%.2產品出錫爐