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SAC 105--- 轉摘"无铅化进程步步相逼,供应商力推高性价比无铅焊料"

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  • 作者:余敏

    随着欧盟RoHS指令的正式实施,以及中国政府《电子信息产品污染防治管理办法》即将生效,电子组装行业的无铅化进程日益加快,在可预见的未来,环保法规还将频频出台,环保型电子产品的生产制造已成为不可逆转的发展潮流。

    对于电子组装制造商而言,无铅电子组装技术主要针对印刷电路板级组装,即使用的单元材料达到无铅的标准,同时使用符合无铅规范材料的设备和工艺,以及最终产品达到必须的可靠性要求。其中,在印刷电路板级组装过程的浸焊、波峰焊及回流焊等焊接工艺中,锡丝、锡条、锡膏是最广泛使用的电子焊接焊料,因此拥有广阔的应用市场。

     对于这类焊接材料,焊料合金成分对于产品的价格、品质性能和效率起着决定性的影响。因此,电子产品制造商迫切需要一种在成本、质量和效率三者之间取得平衡的无铅焊料满足市场对于无铅和效益的双重要求。

     目前在国内市场上,用于无铅锡条锡线的合金成分主要是两种:Sn-0.7Cu与Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)合金。但是二者都有着明显的不足:前者虽然在无铅合金中价格最低,但是较差的可焊性制约了焊接质量与生产效率;后者虽然可焊性良好,但昂贵的价格使很多电子产品制造商望而却步。

     因此,也有一些电子焊接材料供应商尝试用其它合金满足制造商的要求。如具有20余年历史的亿铖达工业有限公司推出的M0507(Sn-0.5Ag-0.7Cu)无铅焊料就是一款性价比非常高的无铅焊料。其熔化温度为217~227℃,硬度为14.3HV,与SAC305和Sn-0.7Cu合金的性能表现相差不大。该公司出具的采用润湿平衡法(wetting balance method)评估结果表明,M0507的润湿性、PCB组装板缺陷率均明显优于Sn-0.7Cu与Sn-Cu-Ni,略低于Sn-3.0Ag-0.5Cu。与此同时,四种无铅焊料的Cu溶解速率尽管十分接近,但M0507最低。此外,其通孔插装电阻焊点拉脱强度约为70牛顿,介于Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn63-Pb37之间,片式电阻焊点剪切强度及QFP封装外引线焊点拉脱强度数据优于Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn-Cu-Ni。 

    根据上述试验数据表现出来的优异性能,以及占Sn-3.0Ag-0.5Cu成本约65~75%的对比成本优势,该公司副总经理、研发中心主任马鑫博士较早就提出:"低Ag含量的Sn-Ag-Cu无铅焊料将成为未来业界的标准无铅焊料。"他还指出,全球最大的电脑主板供应商华硕通过采用低银焊料,一年累计成本节省1亿人民币,因此相信低Ag焊料在今后将会有更大的发展空间。

    据悉,连当初大力推广使用Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料的日本厂家也已经开始意识到,在锡条锡线领域中采用高银的做法是严重的浪费。日本方面为此成立了一个专门委员会进行探讨,其目标就是低Ag含量的Sn-Ag-Cu合金。

    另一家老牌供应商Indium公司也最新开发出一种改良的SAC合金,在SAC105(Sn-1.0Ag-0.5Cu)基础上掺杂了其他元素,该掺杂物能够有效增加合金的展延性/柔软性。"我们的研究表明,它甚至比锡铅合金拥有更高的可靠性,同时其可焊性和其他性能参数则非常类似于其他SAC合金。"该公司先进组装材料部产品经理Tim Jensen说。

    据他介绍,这种改良无铅合金可适用于BGA和CSP这类非常容易产生焊点脆性断裂麻烦的封装元器件。"该改良合金还可以适用于现有的生产设备,这对于制造商来说具有很大的吸引力。"Jensen强调说。

    事实上,业界还将持续不断寻找更高可靠性、更易于使用和更低总体成本的解决方案。马鑫表示,由于Cu的价格要比Al昂贵许多,用Al代替Cu将是未来降低成本的一个好方法,也是发展趋势。如果要用Al代替则必须寻找合适的合金系统和助焊体系,如何保证焊点的长期可靠性和解决助焊剂残余清洗问题也将是新的挑战。

    此外,对于今年中即将实施的欧盟EuP法令等步步紧逼的环保法令法规,他还建议说,制造商未来应该以"环保"为中心而不是以"法规"为中心,主动在环保方面更多投入而不是被动应战,"环保将是未来十年二十年的主题"。

    Resource: 國際電子商情   Pic: Indium Corporation

     

    PS:  我有點落後了。今天上午在被行業裏中國新起的"教父"教育了一番關於低銀合金的現狀和趨勢后,一些思路也更加清晰了。感謝!但是可能教父平時教育別人時養成了習慣,怕別人聼不懂,經常反復解釋;居然還問我"你知道什麽是性价比嗎?";哈哈,讓我哭笑不得,感覺像是在問我"你會說中文嗎?"