電子產品可靠性與環境試驗研究所可靠性研究分析中心副主任羅道軍

我們知道在行業中，錫鉛焊料是非常重要的材料。然而由于中國《電子信息產品污染控制管理辦法》(以下簡稱“中國RoHS”)以及相關環保法規的實施，含有鉛等6種有害物質的材料或工藝都將被禁止使用，錫鉛焊料中由于含有高含量的鉛而將被逐步禁止使用。在電子電器制造業，從材料到元器件到組件再到整機設備，上下游關聯緊密，而向無鉛化轉換的過程中關鍵的環節是線路板制成組件環節。在這一環節中，無鉛焊錫帶來三個難點，一是熔點溫度升高，會導致熱的損傷；二是由于零部件的耐熱問題導致了工藝窗口非常小，工藝控制不當產品質量就會下降；三是材料的低濕潤性使得無鉛材料質量會下降。

無鉛化的實施涉及焊料、助焊劑、PCB(印制電路板)、元器件、設備以及工藝、質量與可靠性等諸多的環節，如果沒有統一的技術標準，必然導致整個行業的成本增加，也會造成產業鏈銜接的混亂。

為了配合中國RoHS的實施，在原信息產業部成立“電子信息產品污染控制標準工作組”之初，業界就分別成立了“限量與檢測”、“標志與認證”與“無鉛焊接”等3個標準起草組。第一批立項要起草的標準有5個，即《無鉛焊料——化學成分與形態》、《焊錫膏通用技術要求》、《無鉛焊接用助焊劑》、《電子焊接用錫合金粉》與《無鉛焊料試驗方法》(含熔化溫度、機械拉伸、擴展、潤濕性、焊點拉伸與剪切、QFP(小型方塊平面封裝)引線焊點45度拉伸、片式元件焊點剪切、焊料動態氧化出渣量的測試方法等8個無鉛焊料或焊點的試驗方法)。無鉛焊接標準自2004年開始起草至今一直沒有出臺，主要原因在于兩個方面：一是標準中所列的無鉛合金有不少主流的無鉛焊料都是受專利保護的，如果貿然寫入標準可能給用戶帶來風險；二是由不同單位承擔的5個標準之間一直缺乏協調性和有機的聯系，如果出臺必然造成業界的困擾和使用不便。經過大家的共同努力和協商，目前的標準已基本完成并通過了專家審定會的審定，已經向業界公示。

《無鉛焊料——化學成分與形態》是無鉛化基礎的材料標準，其中包括了23種合金焊料，涵蓋了常見的錫銀、錫銅、錫銀銅、錫鋅、錫鉍、錫銻等系列的常用合金。但需要注意的是，其中某些合金有專利權問題。《無鉛焊接用助焊劑》則規定了配套無鉛焊料使用的助焊劑材料的標志、分類、規格、測試方法、性能與可靠性指標等，其中特別根據無鉛工藝的特點研究改進了助焊性能的評價和測試方法。《電子焊接用錫合金粉》標準則是專門根據無鉛SMT(表面貼裝)焊錫膏要求而規定了焊錫粉的技術要求與測試方法。嚴格來講，焊錫粉只不過是焊料中的一個不同形態的粉末焊料而已，在國外的標準中都是將其并入焊料的基礎標準中，不單獨制定。《焊錫膏通用技術要求》標準針對無鉛化的特點在原標準的基礎上進行了修訂，內容包括有鉛和無鉛部分，主要規定了焊錫膏的標志、規格與技術要求、測試方法等。《無鉛焊料試驗方法》標準規定了8個測試方法，包括無鉛焊料的熔點測試、擴展率測試、潤濕性測試、機械性能測試、焊點拉伸與剪切強度測試、QFP焊點45度角拉伸強度測試、片式元件焊點剪切測試、無鉛抗氧化特性評價等。