電子製造走向無鉛化 可靠性難題急需破解
http://kadhoai.com.cn 2026-04-29 03:48:42 來源:中國電子報
電子製造業中大量使用的錫鉛合金(Sn/Pb)是shi汙wu染ran人ren類lei生sheng存cun環huan境jing的de重zhong要yao原yuan因yin之zhi一yi,世shi界jie各ge國guo都dou在zai推tui行xing電dian子zi製zhi造zao領ling域yu的de無wu鉛qian計ji劃hua。目mu前qian,電dian子zi製zhi造zao正zheng處chu於yu從cong有you鉛qian向xiang無wu鉛qian材cai料liao過guo渡du的de特te殊shu時shi期qi,無鉛材料、印製板、元器件、檢測、可(ke)靠(kao)性(xing)等(deng)方(fang)麵(mian)都(dou)沒(mei)有(you)標(biao)準(zhun),在(zai)無(wu)鉛(qian)工(gong)藝(yi)方(fang)麵(mian),我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)還(hai)處(chu)於(yu)比(bi)較(jiao)混(hun)亂(luan)的(de)階(jie)段(duan)。由(you)於(yu)有(you)鉛(qian)和(he)無(wu)鉛(qian)混(hun)用(yong)時(shi),特(te)別(bie)當(dang)無(wu)鉛(qian)元(yuan)器(qi)件(jian)遇(yu)到(dao)有(you)鉛(qian)工(gong)藝(yi)時(shi)會(hui)發(fa)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)問(wen)題(ti)。由(you)北(bei)京(jing)電(dian)子(zi)學(xue)會(hui)主(zhu)辦(ban)、北京SMT專業委員會承辦的2007年北京國際綠色(無鉛)製造技術及材料研討會上,各界專家針對無鉛製造的現狀、無wu鉛qian製zhi造zao存cun在zai的de主zhu要yao問wen題ti以yi及ji過guo渡du和he執zhi行xing階jie段duan有you鉛qian無wu鉛qian混hun用yong應ying注zhu意yi的de問wen題ti和he解jie決jue對dui策ce進jin行xing了le深shen入ru探tan討tao。專zhuan家jia認ren為wei,目mu前qian,無wu鉛qian的de推tui行xing已yi經jing成cheng為wei不bu可ke改gai變bian的de事shi實shi,我wo們men應ying從cong技ji術shu上shang做zuo出chu選xuan擇ze,把ba自zi己ji所suo受shou到dao的de不bu良liang影ying響xiang程cheng度du降jiang到dao最zui低di。
無鉛工藝處於過渡和起步階段
鉛汙染的問題對人類生存環境以及人體健康造成了極大的威脅,對於電子製造業,以RoHS&WEEEfaanweizhudeyixilieguifanfagui,jiangqiandehuanbaokongzhiwentijujiaozailehanliaodewuqianhuashang,danshihanliaodewuqianhuadailaidebujinjinshijiandandehanliaogaibian,duidianzizhizaodezhenggegongyinglianbaokuoyuanqijian、電路板、組裝企業甚至用戶都產生了一係列影
響,深入地了解和認識這些問題,對於無鉛化的決策有很大的幫助。
有專家認為,焊料的無鉛化帶來的不僅僅是焊料本身的變化,對於上下遊企業包括印製電路板、元器件和組裝企業都有很大的影響,形成了多個技術難點。對用戶而言,無鉛化還對產品可靠性產生影響,存在衝擊性能差、錫xi須xu等deng眾zhong多duo沒mei有you完wan全quan認ren識shi與yu有you效xiao解jie決jue的de問wen題ti,加jia上shang疲pi勞lao模mo型xing的de不bu成cheng熟shu,必bi將jiang導dao致zhi相xiang當dang長chang時shi間jian內nei無wu鉛qian焊han點dian的de長chang期qi可ke靠kao性xing得de不bu到dao準zhun確que的de把ba握wo,電dian子zi產chan品pin將jiang存cun在zai不bu可ke預yu知zhi的de風feng險xian。
公安部第一研究所顧靄雲教授在接受《中國電子報》jizhecaifangshiqiangtiao,suiranguojiguoneidouzaibutongchengdudiyingyongwuqianjishu,danmuqianhaichuyuguoduheqibujieduan,conglilundaoyingyongdouhaibuchengshu,meiyoutongyidebiaozhun,duiwuqianhanjiedehandiankekaoxinghaimeiyoutongyiderenshi,yinci,wulunguojihaishiguonei,wuqianyingyongjishudouhaifeichanghunluan,daduoshuqiyesuiranhanjiecailiaowuqianhuale,danyuanqijianhanduanrengranyouqian。jiujingnayizhongwuqianhanliaogenghao,nayizhongPCB焊盤鍍層對無鉛焊更有利,哪一種元器件焊端材料對無鉛焊點可靠性更有利,無鉛焊對印刷、焊接、檢測等設備究竟有什麼要求,這些都還沒有一個明確的說法。“這種狀態對無鉛焊接產品的可靠性非常不利,目前迫切需要加快對無鉛焊接技術從理論到應用的研究。”顧靄雲認為。
無鉛焊接可靠性問題受關注
無鉛焊接可靠性是目前製造廠商和用戶都十分關心的問題,尤其是當前正處在從有鉛向無鉛焊接過渡的特殊階段,無鉛材料、印製板、元器件、檢測、可靠性等方麵都沒有標準,甚至在可靠性的測試方法也沒有標準的情況下,可靠性是非常讓人擔憂的。
美國偉創力等一些大公司對可靠性做了一些試驗,試驗結果大體上有一個比較相近的結論:大多數民用、通信等領域,由於使用環境沒有太大的應力,無鉛焊點的機械強度甚至比有鉛的還要高,但在使用應力高的地方,如高低溫、低di氣qi壓ya等deng惡e劣lie環huan境jing下xia,由you於yu無wu鉛qian蠕ru變bian大da,無wu鉛qian比bi有you鉛qian的de可ke靠kao性xing差cha很hen多duo。顧gu靄ai雲yun認ren為wei,無wu鉛qian長chang期qi可ke靠kao性xing目mu前qian還hai沒mei定ding論lun,這zhe也ye是shi一yi些xie高gao可ke靠kao性xing產chan品pin獲huo得de豁huo免mian的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi。
KIC特約顧問薛競成介紹說:“從cong我wo這zhe幾ji年nian和he西xi方fang專zhuan家jia級ji研yan究jiu人ren員yuan的de交jiao流liu中zhong發fa現xian,的de確que沒mei有you專zhuan家jia很hen有you把ba握wo地di告gao訴su我wo們men可ke靠kao性xing沒mei問wen題ti。他ta們men都dou會hui很hen小xiao心xin地di加jia上shang一yi句ju,我wo們men仍reng然ran需xu要yao進jin一yi步bu的de研yan究jiu和he觀guan察cha。無wu鉛qian的de研yan究jiu雖sui然ran已yi經jing有you15年,但實際應用在產品上隻不過5年,這不論是在時間上還是使用上,都無法提供給我們很有信心的數據和經驗。”
清華-偉創力SMT實驗室王豫明在接受《中國電子報》記者采訪時強調,電子產品的可靠性是指整個連接係統,而不單指焊點,它還包括PCB、元器件等。“無(wu)鉛(qian)焊(han)接(jie)與(yu)錫(xi)鉛(qian)焊(han)接(jie)相(xiang)比(bi),隻(zhi)有(you)短(duan)短(duan)十(shi)幾(ji)年(nian)的(de)時(shi)間(jian),而(er)研(yan)究(jiu)錫(xi)鉛(qian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)已(yi)經(jing)有(you)四(si)五(wu)十(shi)年(nian)了(le),很(hen)清(qing)楚(chu)地(di)知(zhi)道(dao)有(you)哪(na)些(xie)問(wen)題(ti)。無(wu)鉛(qian)我(wo)們(men)還(hai)不(bu)知(zhi)道(dao)有(you)哪(na)些(xie)問(wen)題(ti)。有(you)些(xie)問(wen)題(ti)有(you)答(da)案(an),有(you)些(xie)問(wen)題(ti)還(hai)沒(mei)有(you)答(da)案(an),隻(zhi)是(shi)剛(gang)剛(gang)提(ti)出(chu)來(lai),對(dui)於(yu)無(wu)鉛(qian)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)工(gong)業(ye)界(jie)麵(mian)臨(lin)的(de)最(zui)緊(jin)迫(po)的(de)問(wen)題(ti)。”王豫明說。
無鉛製造人才是關鍵
作(zuo)為(wei)電(dian)子(zi)製(zhi)造(zao)大(da)國(guo),無(wu)鉛(qian)化(hua)電(dian)子(zi)組(zu)裝(zhuang)是(shi)中(zhong)國(guo)電(dian)子(zi)製(zhi)造(zao)業(ye)目(mu)前(qian)麵(mian)臨(lin)的(de)巨(ju)大(da)的(de)市(shi)場(chang)和(he)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan),跟(gen)上(shang)無(wu)鉛(qian)潮(chao)流(liu)也(ye)是(shi)中(zhong)國(guo)電(dian)子(zi)製(zhi)造(zao)與(yu)國(guo)際(ji)電(dian)子(zi)製(zhi)造(zao)業(ye)接(jie)軌(gui)的(de)契(qi)機(ji)。
有專家認為,無鉛轉換促進現有電子組裝的設備和技術的更新,和新材料的應用。然而,實施無鉛化的生產需要跨越較低端的“設備操作型”技(ji)術(shu)門(men)檻(kan)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei),僅(jin)僅(jin)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)機(ji)器(qi)和(he)材(cai)料(liao),如(ru)果(guo)企(qi)業(ye)的(de)工(gong)程(cheng)人(ren)員(yuan)不(bu)具(ju)備(bei)深(shen)層(ceng)次(ci)的(de)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)和(he)材(cai)料(liao)性(xing)質(zhi)的(de)知(zhi)識(shi),企(qi)業(ye)將(jiang)很(hen)難(nan)對(dui)產(chan)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)成(cheng)本(ben)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。另(ling)外(wai),無(wu)鉛(qian)過(guo)渡(du)還(hai)將(jiang)要(yao)求(qiu)企(qi)業(ye)的(de)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)和(he)管(guan)理(li)人(ren)士(shi),接(jie)受(shou)先(xian)進(jin)完(wan)善(shan)的(de)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)和(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)的(de)運(yun)作(zuo)管(guan)理(li)觀(guan)念(nian),促(cu)進(jin)企(qi)業(ye)向(xiang)技(ji)術(shu)型(xing)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)轉(zhuan)型(xing)。
日本歐姆龍公司平岡羲明認為,當前在中國的表麵貼裝產業中麵臨的最大問題:yishihuanbaoyaoqiudehanjiewuqianhua,ershiruhebaochishengchanlirun,qisanjiushiqueshaojuyoufengfujingyandegongchengjishurenyuan。zhesandiandoushimuqianzhongguobiaomiantiezhuangjiagongqiyejidaijiejuedewenti。
可以說跨越綠色電子組裝的技術門檻,是企業提高工藝技術、產品可靠性意識、生產製造管理水平以及商業競爭力的難得的時機。