實現pcb裝配無鹵制程的挑戰(zhàn)

1、實現PCB裝配無鹵制程的挑戰(zhàn)TimothyJensen，DrRonLasky(IndiumCorporation)1概述生產無鹵素電子產品的驅動力已經顯著提升，這個驅動力部分來自不同國家的法律要求，還有部分來自環(huán)境組織的要求。鹵素存在于塑料電纜和外殼，電路板基板材料，零部件，以及焊接助焊劑中。取代這些鹵化化合物能對PCB組裝工藝產生巨大的影響。本文將討論有助于確保高產量和持續(xù)的可靠性的技術和實踐遇到的一些挑戰(zhàn)。2“綠色環(huán)?！摆厔?006

2、年7月1日頒布了Rolls指令禁止使用兩種鹵化阻燃劑：多溴聯苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDE類)。雖然存在一些爭論，但人們普遍認為，多溴聯苯和多溴二苯醚對環(huán)境不友好。這種化合物容易堆積，在人體，動物和環(huán)境中均有發(fā)現。此外，當回收含有這些阻燃劑的產品，回收工人也很危險。2008年初，環(huán)保研究所最新出版物中列入了RoHS指令增加的40多個物質。RoHS文件被認為是一個實時的文件，而且會隨著時間而改變。這種被提議的修改版本被有些人稱為Ro

3、HS2。四溴雙酚A(四溴雙酚A)和六溴環(huán)十二烷(IIBCD或BBCDD)被包括在上述名單的大約40個物質中。四溴雙酚A是PCB中最重要的阻燃荊之一。璐cDs被使用為隔熱泡沫材料，因此，電子工業(yè)界幾乎沒有興趣。在我們完成本文的08年12月，歐盟已經宣布，根據RoHS指令，沒有任何新的物質將被禁止。然而，依據歐盟REAcH法規(guī)，包括四溴雙酚A上千萬的物質將被評估。REACH(Registrarion注冊，Evaluation評估，Autho

4、risation授權和restrictionofCHemicals限制的化學品)，有849頁，歐盟頒布的“最大的”法律。相比RoHS指令，只有6頁。REACH要求任何化學品進口或公司的制造在歐盟的數量超過1噸，必須予以登記。登記后，進口或生產各種材料的公司必須參與合作評價材料。證明其安全性。預計這一工作將需要數十年時間來完成。然而，16種物質可能會被指定為關注度非常高的物質(SVHC)。這些物質都需要早期評價和并公開存在于何種產品中。四

5、溴雙酚A不在名單上，但其阻燃劑HBCDD卻在。諸如綠色和平組織那樣的非政府組織(NGOs)，也可能會在“綠色”的電子產品上有越來越大的影響力。比如他們的“綠色電子產品指南”，圖l就是一個例子。REACH的特點之一是個人可以咨詢公司的產品中含有的物質，公司必須在45天內作出答復。綠色和平組織，世界野生動物基金和其他非政府組織正在鼓勵消費者作出這樣的查詢。以上標準中的差異是針對無鹵素的定義比較混亂。IPC正在開發(fā)的JSTD一709，其目的是

6、為低鹵素電子工藝提供標準，此標準就是將當前最低極限900ppm提高到1000ppm以符合RoHS的立法。JSTD709標準集中針對阻燃劑和聚氯乙烯(PVC)中的氯和溴。然而，一旦C1與Br被確定，那么很難說這些鹵素從何而來。因此，電子產品公司要嚴格限制鹵素來源。ThePeriodicTable’’ofElements矗二二I二(1’h二‘2●t●，■345B7B910__P●口112a椰■■訂一一‘一l佴‘●自1314151B178KC

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8、(LOB’62636485磚S768sg70I晶PU～～C●—口E●，●_●hu9192S39495969798的’∞0t102103圖3元素周期表22無鹵PcB板溴化阻燃劑已普遍使用于制造印刷電路板，目前市場上已有一些無鹵素替代產品。值得關注的是，不到市場1096的無鹵素材料將如何影響整個裝配工藝，該行業(yè)仍然缺乏生產經驗來確定工藝過程及產品的可靠性。無鹵素PCB板的價格要高于含鹵素的PCB，大量的成本差異會因經營規(guī)模擴大而得到經濟的制

9、約，同時還要面對PCB制造廠商的挑戰(zhàn)。無鹵素材料要更加嚴格，尤其是PCB的鉆孔工藝制程。據估計，鉆孔制程的危害多達25％。這決不是無關緊要的，無鹵的PCB總是需要花費很多的成本，這種成本將會反映到印刷電路板組裝的銷售價格上。好消息是許多無鹵PCB板的特性所涉及的裝配與鹵化板一樣，甚至更好。通過比較許多供應商的數據，很容易看出，無鹵PCB板熱膨脹系數一般都較低。在260℃和288“C能承受很長的時間。所有這些都意味著無鹵PCB將能承受多次

10、回流，并能夠承受較高的回流溫度。從可靠性角度來看，對于導電陽極絲阻抗有大量的不同信息。導電陽極絲阻抗是在PCB內層之間生長的細絲的一種電化學失效。通常發(fā)生在由于某些類型的內層分層而出現允許長絲生長的空間。這種分層是由于PCB中環(huán)氧樹脂和玻璃纖維的熱膨脹系數不匹配。南亞公司的研究表明，無鹵PCB板能夠更好的阻止導電剛極絲的形成。在cALcE3的另一項研究結果表明，無鹵素板更傾向于形成導電陽極絲。這種相互矛盾的數據應該被任何高可靠性裝配所關