印制電路板及裝配要求無鉛化的原因是什么

當(dāng)前，世界各國(guó)都提出印制電路板及其裝配的無鉛化要求。為什么在印制板上，以及裝配過程與產(chǎn)品上不允許有鉛的成分? 究其原因有二：一是鉛有毒，影響環(huán)境；二是含鉛焊料適用性不夠，不適應(yīng)新穎裝配技術(shù)。

鉛是一種有毒物質(zhì)，人體吸收了過量的鉛會(huì)引起中毒，主要效應(yīng)與四個(gè)組織系統(tǒng)相關(guān): 血液、神經(jīng)、腸胃和腎。如有容易患貧血癥，頭昏嗜睡，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，厭食嘔吐和腹痛，以及慢性腎炎等。攝入低劑量的鉛也可能對(duì)人的智力、神經(jīng)系統(tǒng)與生殖系統(tǒng)造成不良影響。

在PCB表面采用錫鉛焊料涂層，會(huì)從三方面造成危害。 A。加工過程會(huì)接觸到鉛。 接觸鉛的工序有以錫鉛層作抗腐蝕時(shí)圖形電鍍中電鍍錫鉛工序，腐蝕后錫鉛退除工序，熱風(fēng)整平焊錫(噴錫)工序，有的還有熱熔焊錫工序。盡管生產(chǎn)中有排風(fēng)等勞防措施，長(zhǎng)期接觸難免會(huì)受害。 B。錫鉛電鍍等含鉛廢水，及熱風(fēng)整平(噴錫)的含鉛氣體對(duì)環(huán)境帶來影響。含鉛廢水來自電鍍清洗水和滴漏或報(bào)廢的錫鉛溶液，這方面廢水往往認(rèn)為含量較少，水處理又較難，因而不作處理而放入大池中去排放了。C。印制板上含有錫鉛鍍/涂層，這類印制板報(bào)廢或所用電子設(shè)備報(bào)廢時(shí)其上面的含鉛物質(zhì)尚無法回收處理，若作垃圾埋入地下，長(zhǎng)年累月后這地下水中會(huì)含有鉛，這又污染了環(huán)境。另外，在PCB裝配中采用錫鉛焊料進(jìn)行波峰焊、再流焊或手工焊操作中都有鉛氣體存在，影響人體和環(huán)境，同時(shí)在PCB上留下更多的鉛含量。

錫鉛合金焊料作為可焊和防氧化涂層，在目前高密度互連產(chǎn)品中并不完全適宜。如目前印制板表面涂覆層世界上雖有60%多是采用熱風(fēng)整平錫鉛，但碰到SMT安裝時(shí)一些微小元器件要求PCB焊接盤表面非常平整，還有元件與PCB連接盤間采用打線接合等非焊接法，則熱風(fēng)整平錫鉛層顯得平整度不夠，或硬度不夠，或接觸電阻太大等因素，就要采用非錫鉛的其它涂層。

工業(yè)產(chǎn)品的無鉛化歐洲國(guó)家最早提出，在上世界90年代中就形成法規(guī)向無鉛化進(jìn)軍。現(xiàn)在搞得好的是日本，到2002年電子產(chǎn)品普遍實(shí)行無鉛化，2003年新產(chǎn)品均采用無鉛焊料。電子產(chǎn)品無鉛化在全球積極推進(jìn)。

印制板的無鉛化完全有條件實(shí)現(xiàn)。目前表面涂層除錫鉛合金外，已普遍采用的有有機(jī)防護(hù)涂層(OSP)，有電鍍或化學(xué)鍍鎳/金，有電鍍錫或化學(xué)浸錫，有電鍍銀或化學(xué)浸銀，以及采用鈀、銠或鉑等貴金屬。在實(shí)際應(yīng)用中，一般消費(fèi)類電子產(chǎn)品采用OSP表面涂飾適宜，性能滿足和價(jià)格便宜;耐用工業(yè)類電子產(chǎn)品較多采用鎳/金涂層，但相對(duì)加工過程復(fù)雜和成本高;鉑銠等貴金屬涂層只有特別要求的高性能電子產(chǎn)品中采用，性能好價(jià)格也特高。目前在積極推廣的是化學(xué)浸錫或化學(xué)浸銀，性能好成本適中，是替代錫鉛合金涂層的優(yōu)良選擇。化學(xué)浸錫或化學(xué)浸銀的生產(chǎn)工藝過程比化學(xué)浸鎳/金簡(jiǎn)單、成本低，同樣可焊性好和表面平整，并且使用無鉛焊錫時(shí)可靠性也高。

無鉛印制板應(yīng)用無鉛焊料裝配也已實(shí)現(xiàn)。無鉛焊料中錫仍是主要成份，一般錫含量在90%以上，另外加上銀、銅、銦、鋅或鉍等金屬成份。這些合金焊料成份不同而熔點(diǎn)溫度不一樣，范圍可在140℃～ 300℃間選擇。從使用的適應(yīng)性角度以及成本價(jià)格因素，波峰焊、回流焊和手工焊選擇溫度不一樣，焊料成份也不同。現(xiàn)應(yīng)用的焊料如96。5Sn/3。5Ag、95。5Sn/4。0 Ag/0。5Cu和99。3Sn/0。7Cu等，熔點(diǎn)溫度在210～230℃之間。

世界只有一個(gè)地球，為人類健康，為后代著想，應(yīng)創(chuàng)造良好生存環(huán)境。印制板產(chǎn)業(yè)理應(yīng)積極快速向無鉛化發(fā)展。