|
歷史背景 1990年代初始，在美國、歐洲和日本等國，先后立法對鉛在工業上的應用加以限制，并進行無鉛焊材的研究與相關技術的開發工作。 含鉛焊材與鉛合金表面實裝技術（SMT），長期以來，在電子產品制造技術中被廣泛應用，尤其是Sn-Pb共晶焊料，以其使用的方便性、穩定的焊接性、價格的合理性，作為實用的低溫合金，同時，擁有獨特的性質（如：低熔點、展延性佳、抗疲勞性佳、高熱循環、導電性佳、結合性高），非常適合應用于電子產品。在現下高密度的電子業的組裝制程中，一直擔任著最合宜且廣泛使用的角色。 含鉛焊錫于電子連接里有三個功用：（一）完成印刷電路板的表面處理、（二）涂于零件表面以提供可焊接表面、（三）將電子零件焊于印刷電路板。 雖說，許多PCB生產者在生產PWB的表面最后處理動作，利用有機焊材（OSPs）等新替代品取代含鉛焊錫，鉛焊錫仍主導鉛處理及持續為主裝焊錫的選擇。現在，由于電子產品的普遍化與方便性，使得家用或消費市場皆大量使用電子產品，至于考慮到當產品壽命終了而廢棄時（end-of-life），不論以掩埋或焚化的方式作為最終處理，當最終成分透過環境媒介而回到環境中時，皆會造成無可彌補的鉛污染，對地球環境及人類的生存造成很大的危害。 法規與規格要求 許多目前正實施或審查中的法規對「無鉛電子產品」有莫大影響。因此，這些法規及其相關要求的「無鉛」定義，成了我們一個必須了解的需求。在美國水管焊錫及助焊劑中，低于0.2%的鉛含量被視為無鉛。在歐洲由ISO所認定的標準則為0.1%；歐盟汽車壽命終端及危害物質禁止指令認定標準為0.1%；然而卻仍無電子組裝的無鉛定義。 ■美國的法規 美國各州的相關立法活動：目前雖然沒有已知的州要求無鉛化，但著實有些州因已認知到電子產品材質對環境長期的危害性，正開始著手從事電子用品的回收。電子回收指令（ERI）提供對州級及國家層次活動的持續性觀察。 ■日本的法規 目前并無未決的國內法規特別要求禁用鉛元素，無論如何，日本貿易部于1998年5月提出回收立法；日本EPA及政府建議減少使用鉛元素以利持續增加中的回收。1998年翻修的日本住宅電子回收法中，要求OEMs廠商在2001年4月1日前，做好收集及回收四大產品的準備。雖然本法并未提及含鉛產品的使用，然仍有另一法規禁止公司讓廢棄物中有毒物流至環境中，這兩項法案為電子產品無鉛化的壓力。 ■歐盟的法規 WEEE/RoHS：由于歐盟內國家持續增加的壓力，EC發覺草擬管制電子用品有毒元素的立法是有必要的。第一個發展的「廢電機、電子設備（WEEE）指令及危害物質限制（RoHS）指令」（2002/10），獲電子業相當大的響應，指令中除了明訂產品壽命終了（end-of-life）后的回收與再利用責任外，亦對鉛、鎘、汞、鉻（六價；Cr+6）、溴化燃阻劑（含于電子用塑料元件或披覆物質之中）規范限制其存在產品之中。 Packing & Packing Directive：1994年提出規范產品包裝物質（內包裝、外包裝、運輸包裝）的鉛、鎘、汞、鉻（六價；Cr+6）、聚氯乙烯（PVC）的含量，如2001年止上述金屬限制物的含量總合不得超過100ppm（其中鎘不得高于5ppm）。 End-of-life Vehicle：指令中除了明訂汽車產品壽命終了后的回收與再利用責任外，亦對鉛、鎘、汞、鉻、聚氯乙烯的含量規范限制其存在產品之中。 電路板無鉛組裝（Lead-Free PCB Assembly）的品管運作 ■目的 提供供應商轉換產品至無鉛／危害物質禁止的符合性；就如制程和產品信賴性在無鉛焊錫上的需求一樣，危害物質的符合性也包含材質的符合性。 ■流程 (1)如JESD46-B，所有改變現存的部品至無鉛／危害物質禁止的符合性，應該由制造者以PCN發行的方式文件化；任何零件變更有關于無鉛／危害物質禁止的符合性應納為重大變更的考量。 (2)如JESD48-A，所有現存部品的產品中止應通知至客戶端。 (3)所有制造商將要進行生產無鉛/危害物質禁止的符合性產品時要提供通報，宜提供產品的技術路徑圖給客戶，以指明計畫的變更和履行的時間表；可行性和產品生命周期信息最近動態，及無鉛／危害物質禁止的符合性產品宜詳細說明。 ■兼容性及測試 成套的無鉛零件質量認可應包含： (1)手動、封裝、運輸、使用（IPC J-STD-033A） (2)焊錫性測試（IPC／EIA J-STD-002最新版）不須清洗及水洗錫膏和波焊助焊劑應含在內 (3)焊錫皆合信賴性試驗（IPC-A-9701） (4)機械性沖擊和震動試驗（AEC-Q100-Rev E/Mil-Std 883） (5)高溫儲存（AEC-Q100-Rev E／JESD22-A103-A） (6)錫須生長試驗（參考Reference：NEMI Tin Whiskers Growth Tests, Rev. 4.5） (7)濕度敏感層測試MSL testing：零件濕度敏感層不宜超過最新的層，在任何情況下可行的測試宜包含舊的與新的部件的比較，濕度敏感層測試宜按IPC／JEDEC J-STD-020（最新版） ■零件確認 (1)所有零件宜有外部包裝盒和內部包裝材（盤狀、管狀、滾動條），并標記有標示無鉛／危害物質禁止可追溯性信息，這種標記宜同時呈現在零件的包裝上。 (2)所有無鉛／危害物質禁止零件宜有新供應商P/N的簽核，附加在已存在的P/N結構的前面或后面皆可接受。 (3)元件的資料頁宜清晰的標示終端焊錫組成，最大零件溫度值，建議和絕對reflow profile的溫度限制，濕度敏感值，如無此信息的資料頁呈現，宜有清晰的參考何處能查明。 (4)為確認無鉛／危害物質禁止產品之標章與產品標示之標準JEDEC JESD97 「Marking, Symbols, and Labels for Identification of Lead（Pb） Free Assemblies, Components, and Devices」（May 2004）。 ■符合性 (1)「危害物質禁止符合性」的驗證，需產生及提出文件的確認方法與結果，優先于危害物質禁止符合零件的載運。 (2)「危害物質禁止符合性」的驗證批量特性窗體需提出在每一危害物質禁止符合性零件的遞送批次中。 (3)驗證須依照美國電子工業聯盟、歐洲信息通訊技術協會及日本綠色采購調查標準推動計畫等所訂定的「材料組成宣告指導基準」處理。 |
