电子制造业的无铅化趋势
[发布时间]：2008年12月8日
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【导读】： 1、环境要求，无铅化刻不容缓环境是人类赖以生存的条件，信息产业是全球经济的增长点，为人们的生产生活带来便利，两者相辅相成，我们不能舍其一，只有两者相互协调、和...
1、环境要求，无铅化刻不容缓
环境是人类赖以生存的条件，信息产业是全球经济的增长点，为人们的生产生活带来便利，两者相辅相成，我们不能舍其一，只有两者相互协调、和谐地发展才能为人们带来美好的生活。基础电子产业是信息产业的基础，而在电子制造业中铅被大量使用，虽然从使用角度上看，铅并不能造成直接污染，但是当电子产品的生命周期结束时，废弃物中的铅将难以回收，并将产生很大的危害。当铅进入土地，其半衰期较长，是很难消失的，土壤因其毒性而不能使用。因此，基于环境保护的全球性法律行动，无铅化成为不可抗拒的必然趋势。欧洲WEEE法规要求在2006年7月前，分阶段废弃电子焊接中铅的使用，日本、美国也在努力实现相似目标，无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。
所谓“无铅”，并非绝对的百分百禁绝铅的存在，而是要求铅含量必须减少到低于1000ppm（＜0.1%＝的水平，同时意味着电子制造必须符合无铅的组装工艺要求。“电子无铅化”也常用于泛指包括铅在内的六种有毒有害材料的含量必须控制在1000 ppm的水平内。
欧盟指令的附加条款规定，服务器、储存设备、网络基础设备的铅基焊接，含85wt%铅的易铅合金如95wt%Pb 5wt%Sn的晶圆凸块倒装片焊接，可获得豁免，可延至2010年实施指令要求。原因是尚无技术可行的解决方案，相关公司聘请律师向欧盟申请豁免获得批准。
无铅化已经不仅仅是对环境保护的承诺，无铅化也可以成为提升产品竞争力的重要法码。电子无铅化的要求，对产业中的所有公司都是一大考验。目前，各国生产企业都在积极进行技术研发和改造。
2、目前的铅化实行状况
全球性的绿色环保主题都是在和市场力量的双重驱动下彰显出来的，电子制造业也不例外。由于铅应用于电子制造中已超过50年的历史，电子制造中的各种工艺都与铅密切相关，因而无铅对SWT、封装和制造提升了严峻的挑战。
而面对不可回避的无铅化潮流，电子制造业界唯有适应变化，克服障碍，加速转换进程，来迎接无铅电子时代的来临。
2.1 立法驱动无铅化进程
相比较起来，电子无铅化的动力主要来自立法的强制性要求，而非市场的驱动，欧盟“两个指令”的发布，意味着到2006年7月1日，欧洲将强制进入无铅化电子时代，而已进入立法程序的中国，《电子信息产品污染防治管理办法》，明确将基本采取与欧盟“两个指令”同步的做法，意味着中国也将步入无铅化电子时代。日本、美国等国虽未专门立法，但市场和公众舆论的力量也必将推动具电子无铅化进程。
欧盟“两个指令”的出台，起因于电子废弃物的快速增和长及铅等有害物质对环境的污染日趋严重。铅是一种多亲和性毒物，会损害神经系统、造血系统和消化系统，对人体健康产生严重的破坏。“两个指令”的目标是减少电子制造业的发展对环境的负面影响，促使SMT、封装、连接器等业界积极回收废弃物，寻求铅等有害物质的替代物。
在“两个指令”中，WEEE（关于“废弃电子电气设备回收”的指令）将于2005年8月13日实施，它要求电子制造商负责废弃电子电气设备的收集、处理、回收和处置，覆盖范围更广的RoHS（关于“在电子设备中限制使用某些有害物质”的指令）将于2006年7月1日起实施，届时将禁止欧洲市场上的电子电气设备含有超过一定水平(＜0.1%)的铅、汞、镉等有害物质。
2.2 无铅化面临挑战
电子无铅化的要求，对产业中的所有公司都是一大考验：
业界对欧盟“两个指令”的发布明显准备不足，鉴于有铅化无铅的转换成本巨大，工艺调整任务繁重，有些人士认为无铅化很难或不可能真正实现。而全球电子制造基地，中国发布的“管理办法”草案，使得电子制造业真正开始正视无铅化转换的技术问题了。
对于SMT与封装业而言，无铅化的主要挑战表现为：一是锡铅焊料和涂层必须转换成不含铅的其他合金，目前主导的无铅合金是SnAgCu，其熔点约为217℃，远高于传统的Sn-37Pb的183℃，二是无铅化使得再流温度升高到240℃至260℃，SMT和封装材料、元器件、PCB及其工艺都必须适应温度的这一变化。
经过美国、欧盟和日本各相关组织的实验研究，锡铅合金的替代物被选定为Sn-(3.4)wt%Ag-(0.51)wt%Cu，简称SAC。SAC的应用，将带来一系列与可靠性、焊接温度、工艺、标准等相关的问题。SAC的机械性能与锡铅合金不同，增加了锡晶须发生的可能性；工艺温度陡然提高30多度，对元器件的要求提高；SMT和封装的工艺可能需要调整甚至重新设计，检测成本将增加，将影响制造过程的多个环节。
2.3 业界应积极迎接变革
无铅制造广泛涉及公众、政府、企业和市场，是SMT和封装业界的业当务之急。无铅已经不再仅仅是一个话题，更是不可回避的实践。
业界应该认真了解相关性立法的具体内容，密切关注“无铅制造”的进展。在有铅向无铅的转换期间，应该特别关注先进的无铅理念和实践、国际范围内无铝电子的进展，推进无铅工艺、无铅元件贴装、无铅印刷、无铅检测、无铅再流焊、无铅返工与修理等技术的发展。
企业应该立即着手确定无铅化日程表，积极参与这一转换过程，脚踏实地地推进本企业的无铅化进程。
可以预期，无铅技术将进一步成熟，而无铅制造将是电子组装业的又一个角逐场。
3、 中国理应积极响应无铅化措施
虽然无铅化的市场规定首先来自欧洲等国外市场，但由于产品生产仍然在亚洲和中国，所以无铅化在生产中的实施，中国必然要求走在前面，无铅化电子组装是中国电子制造业目前面临的巨大的市场和技术挑战，跟上无铅潮流也是中国电子制造与国际接轨的契机。
面对世界无铅化浪潮，我国企业导入无铅制程已是迫在眉睫。目前，我国在电子制造无铅化技术方面与发达国家相比有着较大的差距，我们产业链中的方方面面应该共同努力，国内材料商、设备商与整机制造商联手进行技术攻关，有计划、有步骤地推进无铅化，才能在这场变革中取得突破。
无铅转换促进现有电子组装设备和技术的更新和新材料的应用，然而，实施无铅化的生产需要跨越较低端的“设备操作型”技术门槛。这是因为，仅仅有相应的机器和材料，如果企业的工程人员不具备深层次的焊接工艺和材料性质的知识，企业将很难对产品的质量成本进行控制；另外，认识和实施无铅组装的过程，将强化产品可靠性意识，从而提升“中国制造”的技术含量；并且，无铅过渡还促使企业的工程技术和管理人士，接受先进完善的生产制造的供应链的运作管理观念，促进企业向技术型和平管理转型。
中国《电子信息产品污染防治管理办法》，目前已完成信息产业部内立法程序，信息产业部正与相关部委进行会签。并且，污染防治标准制订工作已经启动，明确在电子信息产品中限期禁止或限制使用六种有毒有害材料，实施时间将与欧盟“两个指令”基本同步。
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