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2012.Sep.25

XRF-RoHS 您知道无铅焊锡也会铅过量吗? 【更新日期: 2022/11/24】


早期在半导体封装与印刷电路板组装制程中使用之锡球与锡膏皆为有铅焊料。一般有铅焊料之成份多为锡铅共融合金,主要是由63%的锡(融点232度)和37%的铅(熔点327度)组成的合金也被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。虽然业界普遍对于含铅焊锡的印象是上焊容易与烙铁头不易毁损,不过由于铅对于人体的危害具有严重的负面影响,以及为了要符合RoHS指令的规范。所以现今的无铅焊锡将原来37%的铅,用锡或其他更贵的金属(一般是铜与银和铋居多)做替代,但是为了要能符合规范以及环保所增加的成本相对也提高了。
 
半导体封装与印刷电路板组装制程

无铅焊锡由于熔点需比含铅焊锡相对高出45~55度,上焊作业较不容易,以及伴随着需提高作业温度的关系,烙铁头也需提高温度造成工具毁损与生产成本的提高,更重要的是ㄧ般无铅焊锡价格比含铅焊锡价格高出很多倍,若是工厂开炉还需支付一笔无铅焊锡的专利金。
无铅焊锡

市面上无铅焊锡的种类繁多,而其中的成分与规格更是不尽相同,但是很多消费者其实不知道有些无铅焊锡中还是有含铅的。无铅焊锡的规格不一,有些无铅焊锡合金是以锡及其他昂贵金属加工制造而成的成品,铅含量控制在500 ppm以下,以求符合 RoHS 指令。随着当今制程的进步也有些无铅焊锡可应客户需求生产铅含量在100 ppm以下或什至更低之无铅产品。由此可知无铅焊锡的铅含量直接的影响了价格,对于供应商来说更是直接影响了生产的成本,这不单只是无铅焊锡中其他替代贵金属的种类与含量,更是攸关于客户进出货是否会被退或赔偿的隐忧。

但是只注意无铅焊锡进料时有合乎RoHS规范就够了吗?
答案是否定的。焊锡中的铅在高温液态锡中是会飘移的,就如同锡炉中的铅会浮在表面上是ㄧ样的。电路板上的插件在沾锡时有没有可能沾到铅含量较高的部分呢?即使是无铅焊锡的锡炉随着时间的累积被沾走的锡慢慢减少,浮在表面的铅浓度也会逐渐累积而变高,这也就是为什么即使是无铅焊锡炉也要隔几天就要捞出来做检验的关系(如右图),即使是冷却后的焊锡上下层与中心点的铅含量都不相同。所以无铅焊锡进料符合标准仍不够,上锡后的PCBs也要检测,连锡炉都要注意铅的浓度是否超标。
 
无铅焊锡
有铅焊锡的含铅量
(图一)、有铅焊锡的含铅量
无铅焊锡的含铅量
(图二)、无铅焊锡的含铅量
 

那么我们该如何知道所购买的无铅焊锡中的铅含量是多少呢? 是否成分如同报告中所标示的银、铜、铋、锑浓度呢? 或是我们进出口货的成品中是否铅的含量有符合RoHS所规范的1000 ppm,亦或是符合客户所要求的更严格标准呢?

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