電子製造走向無鉛化 可靠性難題急需破解
http://kadhoai.com.cn 2026-05-02 14:13:15 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、kekaoxingdengfangmiandoumeiyoubiaozhun,zaiwuqiangongyifangmian,woguomuqianhaichuyubijiaohunluandejieduan。youyuyouqianhewuqianhunyongshi,tebiedangwuqianyuanqijianyudaoyouqiangongyishihuifashengyanzhongdekekaoxingwenti。youbeijingdianzixuehuizhuban、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&WEEE法(fa)案(an)為(wei)主(zhu)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)規(gui)範(fan)法(fa)規(gui),將(jiang)鉛(qian)的(de)環(huan)保(bao)控(kong)製(zhi)問(wen)題(ti)聚(ju)焦(jiao)在(zai)了(le)焊(han)料(liao)的(de)無(wu)鉛(qian)化(hua)上(shang),但(dan)是(shi)焊(han)料(liao)的(de)無(wu)鉛(qian)化(hua)帶(dai)來(lai)的(de)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)焊(han)料(liao)改(gai)變(bian),對(dui)電(dian)子(zi)製(zhi)造(zao)的(de)整(zheng)個(ge)供(gong)應(ying)鏈(lian)包(bao)括(kuo)元(yuan)器(qi)件(jian)、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》記ji者zhe采cai訪fang時shi強qiang調tiao,雖sui然ran國guo際ji國guo內nei都dou在zai不bu同tong程cheng度du地di應ying用yong無wu鉛qian技ji術shu,但dan目mu前qian還hai處chu於yu過guo渡du和he起qi步bu階jie段duan,從cong理li論lun到dao應ying用yong都dou還hai不bu成cheng熟shu,沒mei有you統tong一yi的de標biao準zhun,對dui無wu鉛qian焊han接jie的de焊han點dian可ke靠kao性xing還hai沒mei有you統tong一yi的de認ren識shi,因yin此ci,無wu論lun國guo際ji還hai是shi國guo內nei,無wu鉛qian應ying用yong技ji術shu都dou還hai非fei常chang混hun亂luan,大da多duo數shu企qi業ye雖sui然ran焊han接jie材cai料liao無wu鉛qian化hua了le,但dan元yuan器qi件jian焊han端duan仍reng然ran有you鉛qian。究jiu竟jing哪na一yi種zhong無wu鉛qian焊han料liao更geng好hao,哪na一yi種zhongPCB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:“congwozhejinianhexifangzhuanjiajiyanjiurenyuandejiaoliuzhongfaxian,dequemeiyouzhuanjiahenyoubawodigaosuwomenkekaoxingmeiwenti。tamendouhuihenxiaoxindijiashangyiju,womenrengranxuyaojinyibudeyanjiuheguancha。wuqiandeyanjiusuiranyijingyou15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:一yi是shi環huan保bao要yao求qiu的de焊han接jie無wu鉛qian化hua,二er是shi如ru何he保bao持chi生sheng產chan利li潤run,其qi三san就jiu是shi缺que少shao具ju有you豐feng富fu經jing驗yan的de工gong程cheng技ji術shu人ren員yuan。這zhe三san點dian都dou是shi目mu前qian中zhong國guo表biao麵mian貼tie裝zhuang加jia工gong企qi業ye亟ji待dai解jie決jue的de問wen題ti。
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。