第1章 无铅焊接与和谐环境:综述
1.1 引言
焊料连接主要完成以下3个任务:电气连接、机械连接和热连接。焊点不仅在封装器件中为硅芯片与衬底线路之间(一级封装连接)、不同封装体之间(如封装之问间的堆叠、器件和线路板的铜导线之间,以及印制电路板之问(二级封装连接)提供了电连接,而且为各种被连接的不同类型器件提供了机械支撑。因为芯片功率的提高,散热成为一个影响电子系统性能的关键问题。焊点连接,和其他散热手段一样,担负起散热的功能。电子产品功能的实现都依赖于这些细小且数量巨大的焊点提供的可靠连接,它们贯穿了产品的整个生命周期,经历着许许多多完全不同的服役环境。
自电子工业的初始阶段(先不提5 000��前焊料的应用)起,焊料主要是锡和铅两种元素构成,尤其是重量百分比为63%Sn和37%Pb的共晶锡铅合金(共晶熔点l83℃)更是为绝大多数电子产品所采用。从成本、实用性、电学、机械和化学性质等多方面来考量,锡铅合金的性能是十分优异的。尽管我们对锡铅焊料的性质还没有彻底掌握,但过去50年的经验已经积累了大量有价值的数据。
不断增长的电子垃圾和绝大多数被填埋处理的解决方式已经引起全球的密切关注。铅对人体的损害是显而易见的,因此,对于电子产品中含有的铅对环境造成的影响是不容置疑的,虽然还略存一些不同意见。关于电子产品中剔除铅的好处不是本书讨论的范围,全面考量这一问题可以借助于生命循环评估的手段。*近欧盟通过的《关于限制在电器电子设备中使用某些有害成分的指令法案》使全球器件封装、电路板组装和电子产品制
造业中采纳无铅焊接的趋势变得不可阻挡,同时还规定电器电子设备中不能含有汞、镉、六价铬、聚溴联苯和多溴联苯醚。
全球无铅焊接状况正经历着显著的变革。它正从实验室走向生产车间,正从研发**走向产业实现,正从小批试产到大规模量产,正从消费类产品扩大到绝大多数的产品类型。当全球电子工业在电路板组装中使用无铅焊料时,从目前量产的锡铅焊接平稳过渡到无铅焊接,兼容问题成为一个关键的问题。过渡到无铅焊接的系统性的整体考虑如图1-1所示,包括设计、材料、工艺、质量以及可靠性、设备、操作和商业化等多方面的考虑,这是无铅焊料在全球成功推广的关键。而无铅焊料的系统连接可靠性则是无铅转换的关键。
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