什么是無鉛制成技術(shù)？

??? 現(xiàn)在的板卡設(shè)備上的芯片，都是通過芯片的封裝下面的小焊點(diǎn)和PCB板連接的。這些小焊點(diǎn)傳統(tǒng)上是用鉛的，而“無鉛”技術(shù)則是使用一種錫，銀，銅的合成物來取代鉛。不過，從有鉛產(chǎn)品轉(zhuǎn)到無鉛產(chǎn)品是個(gè)復(fù)雜的過程，影響到所有的電子器件供應(yīng)商，并帶來許多供應(yīng)鏈、無鉛制程和可*性方面的挑戰(zhàn)，它要求用基于無鉛的材料替代過去使用的富含鉛的焊料和裝配過程中用到的有鉛材料。

??? 需要說明的是，無鉛技術(shù)帶來的并不全是革命性的轉(zhuǎn)變，這點(diǎn)是用戶所應(yīng)該搞清楚的。在一定程度上，它還是屬于一個(gè)“發(fā)展”技術(shù)。也就是說無鉛技術(shù)是從現(xiàn)有的含鉛SMT技術(shù)上發(fā)展而來的。自有SMT技術(shù)時(shí)代開始，快速擴(kuò)張的用戶市場(chǎng)，使工業(yè)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到“革命”式改變的害處，所以在研究開發(fā)新技術(shù)時(shí)總千方百計(jì)的使其保留相當(dāng)程度的舊方法。

??? 具備較多的“發(fā)展性”當(dāng)然是件好事，表示我們可以更好的利用以往的經(jīng)驗(yàn)，然而對(duì)于無鉛技術(shù)來說，這卻也非簡(jiǎn)單。在SMT的發(fā)展過程中，我們已經(jīng)有經(jīng)歷過幾次影響較大的“發(fā)展”經(jīng)驗(yàn)，例如柵陣排列焊端技術(shù)(BGA)、Flip-Chip等等。有些用戶可能對(duì)于這些技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)還記憶猶新。但無鉛技術(shù)的到來，和以前的幾個(gè)技術(shù)相比之下，其難度和挑戰(zhàn)絕對(duì)是有過之而無不及。

??? 在無鉛工藝中，焊接材料的選擇是最具挑戰(zhàn)性的。因?yàn)閷?duì)于無鉛焊接工藝來說，無鉛焊料、焊膏、助焊劑等材料的選擇是最關(guān)鍵的，也是最困難的。目前業(yè)者對(duì)于材料采用標(biāo)準(zhǔn)主要考慮幾大部份，包括：金屬特性、熔點(diǎn)高低、焊錫性、專利、成本高低、孔隙、毒性。金屬特性主要考慮熱疲勞壽命、結(jié)合強(qiáng)度與含鉛組件的兼容性及其它金屬特性，焊錫性則包含與零組件焊接時(shí)的沾錫性(或潤(rùn)濕性)及其在PCB焊墊上的焊錫延伸性。

??? 雖然目前還沒有一種合金焊料能夠和含鉛焊料一樣“好”，但可以替代(可以滿足應(yīng)用)的有許多。目前，替代錫—鉛成為無鉛焊錫的合金材料主要有三種—錫/銀/銅、錫/銅和錫/銀/銅/鉍。美國(guó)和歐洲的廠商看好錫/銀/銅，而日本的廠商則傾向于使用錫/銀/銅/鉍合金。目前在國(guó)際上還沒有統(tǒng)一的無鉛工藝標(biāo)準(zhǔn)。

??? 一些機(jī)構(gòu)組織正在積極制定無鉛技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，如日本焊接協(xié)會(huì)(JIS)正在加緊探討無鉛焊錫的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)測(cè)方法，希望能盡快制定JIS標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)要求推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)對(duì)于新的焊料系統(tǒng)的選擇。新的焊料系統(tǒng)不僅要求提供與錫/鉛共晶焊錫(SnPb63)相似的物理、機(jī)械、溫度和電氣性能，而且要可*。

??? 焊料中除了合金是個(gè)考慮和選擇重點(diǎn)外，焊劑Flux也不應(yīng)該被忽視。不同的合金有不同的密度重量，有不同熔化表面張力，不同的熔點(diǎn)溫度，和不同的氧化特性。這也就告訴我們焊劑Flux的配方會(huì)出現(xiàn)不同于含鉛的情況(注：焊劑Flux是個(gè)統(tǒng)稱，錫膏中Flux包含許多不同功能的成分，如載體、溶劑、稀釋劑、穩(wěn)定劑、助焊劑等等。這多種成分的組合，多種可選材料，就造成多種不同的Flux配方。)。由于焊劑配方一直是個(gè)錫膏供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)機(jī)密，用戶不容易知道其實(shí)際的特性。但可以預(yù)見的，是這方面的改變會(huì)對(duì)焊接工藝起較大的影響。

??? 廠商 無鉛電鍍 應(yīng)用項(xiàng)目

??? NEC Sn-Bi QFP、TQFP、LQFP、SOJ、SOP、TSOP

??? Ni-Au LGA

??? Fujitsu Sn-Bi QFP、SOP

??? HITACHI Sn-Bi QFP、SOP

??? Panosonic Ni-Pd-Au、Sn-Bi QFP、TQFP、LQFP、HQFP、QFJ、SOJ

??? 日月光 Su-Cu、Sn-Bi QFP、TQFP、LQFP、HQFP、QFJ

??? 目前可采用的無鉛焊錫合金組成有以下幾種：SnAg、SnCu、SnZn、SnAgCu