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PCB规划流程之拼装技能与环境保护

在电子产品中,随着小型、轻型、薄型和高性能元器件使用量的剧增,组装技术的地位正日臻重要,组装材料与环境保护的关系也日益密切。

在电子产品中,跟着小型、轻型、薄型和高功能元器件运用量的剧增,拼装技能的位置正日臻重要,拼装资料与环境保护的联系也日益亲近。

从1995年起,拼装衬底资料专用的清洗剂氟里昂和三氯乙醚会损坏地球的臭氧层,国际上就施行禁用。别的,在拼装工艺中焊接用的铅(Pb)和挥发性有机物(VOC)、树脂系列布线板等拼装资料都面对环境保护问题。某种意义上说,在拼装资料与环境保护详细挑选的施行进程中,环保在企业管理中的办法,会添加企业担负,因而带有必定的强制性。以Sn-Pb焊接为根底构成的细距离QFP为例,它的一次性回流(re-flow)技能是拼装工程技能人员几经努力完结的。现要将它改换成无Pb焊接时,对新的焊接资料的组成与点评、工艺及牢靠性等许多作业则需求从头开端。

无铅化焊接相对应的对策包含以下二个方面:

1)替代焊接剂即无铅焊接的开发;

2)替代焊接剂的新的拼装技能即无铅焊接工艺与设备的开发。

这一切意味着从头点评原有的衔接技能,开发新的衔接技能。

新的拼装资料与技能的开发

1.全面废弃运用氟里昂

拼装用的布线板的清洗剂CFC(氟里昂)和三氯乙醚,均会造成对臭氧层的损坏,引起地球变暖。国际社会从1989年起约束运用,在1995年制止运用。《蒙持利尔条约CFC协议条款》规则发展中国家必须在2005年之前悉数完结CFC的筛选作业,到时凡运用CFC作清洁溶剂的电子产品,一概制止运用或出口。美国还对含CFC或用CFC处理过的电子产品进口征收特别关税。拼装技能中全面废弃运用氟里昂,从改动清洗办法和免清洗二个思路打开。

发达国家在PCB等相关职业施行的CFC替代计划中,现在的代用试剂为HCFC(协议规则的过渡化合物)、HFC(氢氟碳化合物)、PFC(全氟甲硼烷)、IPA(异丙醇)、丙醇和乙酸已脂等。依照国际条约规则,HCFC可用至2020年,这意味着原用CFC的清洗设备还可运用适当一段时期。但是,新的研讨又标明,PCFC和HFC虽对臭氧层损坏较小,但都有温室效应,特别PCFC为CO2的1000倍。1997年末在日本举行的防止地球变暖的国际会议上又对它们提出质疑,因而现在它们的再替代产品即第三代CFC又在敏捷开发中。

2.无铅焊接提上日程

电子拼装除清洗剂带来的污染外,还有铅、铜、锡等重金属带来的污染。众所周知,Sn-Pb瞬时易焊性好且质量有确保。简单满意元器件的电、机械持性和牢靠性要求。从射流焊转为回流焊,工艺更为简洁。但因为锡、铅均为重金属,火急需求对这一焊接的从头点评。在欧美国家,对电子工业焊接用Pb的约束及用量相关纳税现已发动。日本在1994年就出台从头剖析和点评河流的水质标准,着重Pb含量要操控在0.01mg/l以下。日本轿车工业协会提出到2000年轿车的排铅量要降至现在的一半。在这一布景下,世界各国的无铅焊接和无焊剂衔接技能的开发非常活泼。

人们期望开发能选用原有的设备与工艺的新的无铅焊接技能。它的详细要求是:1)资料本钱低;2)具有与Sn-Pb共晶附近的融点;3)电特性、机械特性和化学特性优秀;4)与现有的工艺与设备相兼容;5)适用于现在的拼装焊接;6)可适用于精密图形。但惋惜的是至今还没有找到能彻底满意以上要求的无铅替代品。

现在对以Sn为根底加Ag(银)、Cu(铜)、Bi(铋)、Zn(锌)等合金的开发非常活泼。Sn-Ag合金中融点和本钱偏高,但耐热且牢靠性高,已在欧洲的移动电话和日本的电视机、办公自动化设备中开端试用。而Sn-Zn,因为Zn易氧化,回流须在N2气氛中,要在大气中实用化还有一段进程。总而言之,在削减铅污染的一起,还要考虑拼装对窄距离的要求,又要防止运用CFC等。不管资料与技能上都还有许多问题需求处理。

3、无焊剂衔接技能的开发

因为元器件日趋小型化和窄距离化,熔化焊接的极限已摆在面前。而为了保护人类的生存环境,焊接的无铅化非常火急。在这些要素的推进下,无焊剂衔接技能的开发被提上日程。

其实,IC芯片的引线键合便是一种无焊剂的衔接技能,如超声键合(运用铝的塑性和超声振荡劈刀,将铝引线键压于芯片和管壳的焊盘上)和热压焊(运用高温熔化并加压的焊接办法,将金丝引线键压于芯片和管壳的焊盘上)等。本来,它们只限于特别部件的拼装,但现在已开宣布将IC衔接到面线板的电极上的各种超微衔接办法。

选用导电胶(Ag、Cu等)可将带有镀金焊点或金丝焊球的IC芯片直接衔接到基板电极上,在元件与基板之间填充绝缘树脂,以平缓二者的膨胀系数不同所发生热应力。确保拼装的牢靠性。这一技能已在液晶显示器和移动电话的IC芯片拼装中运用。最近报导,小于50mm的细距离衔接也已实用化。这些办法的往后课题是下降触摸电阻的扩展拼装的适用范围。在环境保护向电子拼装业的严峻挑战前,无焊剂衔接因不需求清洗并使工艺简化而越来越受到重视。

4.操控VOC的运用与排放

操控VOC的运用与排放的总对策分为以下几个方面:使VOC的运用在关闭或可收回的体系中进行;开发水熔性焊剂,焊胶和无熔剂树脂等、削减VOC的用量;选用界面活性剂替代有机溶剂等等。总的来说,因为VOC种类多样、功能各异,对它的操控研讨还在开端阶段。

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