9-10課時無鉛材料與PCB

1、無鉛材料與PCB的認識 無鉛的提出無鉛的提出 世界無鉛進程世界無鉛進程 常用無鉛焊料及其優(yōu)劣常用無鉛焊料及其優(yōu)劣 印制電路板簡介印制電路板簡介 PCBPCB的用途的用途 板材的發(fā)展趨勢板材的發(fā)展趨勢無鉛的提出 鉛對人體有害鉛對人體有害 鉛是一種多親和性毒物。主要損害神經系統、造鉛是一種多親和性毒物。主要損害神經系統、造血系統和消化系統。血系統和消化系統。 鉛中毒也是引發(fā)白血病、腎病、心臟病、精神異鉛中毒也是引發(fā)白血病、腎病、心臟病、精神異常的重要因素之一。常的重要因素之一。 例例1：古羅馬帝國滅亡引水工程中大量使用鉛，：古羅馬帝國滅亡引水工程中大量使用鉛，造成人們體質惡化。造成人們體質惡化。

2、例例2：我國目前兒童平均鉛含量：我國目前兒童平均鉛含量：88.3ug/L。30幼兒血鉛含量超過國際公認水平幼兒血鉛含量超過國際公認水平100ug/L 。 市場的競爭市場的競爭 日本松下、日本松下、NEC、SONY、東芝等公司、東芝等公司2000年開始年開始率先采用無鉛制造技術，這樣日本各電子企業(yè)大率先采用無鉛制造技術，這樣日本各電子企業(yè)大打打“綠色綠色”“”“環(huán)保環(huán)?！迸疲眠M入西歐、北美市牌，更好進入西歐、北美市場，以迎合當地綠色環(huán)保組織。場，以迎合當地綠色環(huán)保組織。世界無鉛進程 無鉛技術已在全球的電子封裝與裝配工業(yè)領域占據中心舞無鉛技術已在全球的電子封裝與裝配工業(yè)領域占據中心舞臺。日本、

3、美國與歐洲開始在材料中減少并消除鉛的含量。臺。日本、美國與歐洲開始在材料中減少并消除鉛的含量。目前這三大驅動力在推動電子封裝業(yè)中努力實現無鉛。目前這三大驅動力在推動電子封裝業(yè)中努力實現無鉛。 日本內閣（日本內閣（MITI）提議在日本立法，幾位日本主要的電子）提議在日本立法，幾位日本主要的電子行業(yè)大亨開始了實行計劃并宣布到行業(yè)大亨開始了實行計劃并宣布到2003年底爭取消除含鉛年底爭取消除含鉛焊料。焊料。 歐洲第六屆歐共體會議提議到歐洲第六屆歐共體會議提議到2006年年1月前實現無鉛化。月前實現無鉛化。 北美的北美的IPC也正收集更可靠的無鉛化合金并預計在圓滿結也正收集更可靠的無鉛化合金并預計在圓

4、滿結束前進行所有的預處理，束前進行所有的預處理，IPC J-STD006測試法將應用于測試法將應用于量化鉛含量的等級。量化鉛含量的等級。 我國：我國： 蒙特利爾協議蒙特利爾協議常用無鉛焊料及其優(yōu)劣 具有優(yōu)良的機械性能、拉伸強度、蠕變特性及耐具有優(yōu)良的機械性能、拉伸強度、蠕變特性及耐熱老化比熱老化比Sn-Pb共晶焊料優(yōu)越；無鉛焊接比傳統有共晶焊料優(yōu)越；無鉛焊接比傳統有鉛焊接的強度高。鉛焊接的強度高。 熔點和成本是熔點和成本是Sn-Ag系焊料的主要問題。系焊料的主要問題。Sn-Ag系焊系焊料，熔點偏高，比料，熔點偏高，比Sn-Pb共晶焊料高共晶焊料高30-40，潤濕，潤濕性差，成本高；性差，成本高

5、； 所需能量比較：無鉛焊接是傳統有鉛焊接所需能量所需能量比較：無鉛焊接是傳統有鉛焊接所需能量的的67倍。包括原材料的制成、焊膏的制成、焊接倍。包括原材料的制成、焊膏的制成、焊接過程等。過程等。 溫室效應：無鉛焊接產生的二氧化碳排放量比傳統溫室效應：無鉛焊接產生的二氧化碳排放量比傳統有鉛焊接的大。有鉛焊接的大。 重金屬含量：無鉛焊接比傳統有鉛焊接的多。特別重金屬含量：無鉛焊接比傳統有鉛焊接的多。特別是鉍是鉍 對環(huán)境有害，且貴。對環(huán)境有害，且貴。 延展性比延展性比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性隨時共晶焊料稍差，但不存在延展性隨時間加長而劣化的問題；間加長而劣化的問題； 從含從含Ag的的Sn

6、基無鉛焊料中回收基無鉛焊料中回收Bi和和Cu是十分困難的。是十分困難的。 焊膏容易氧化。焊膏容易氧化。 印制電路板簡介印制電路板簡介uPCB：全稱全稱print circuit board, ,是在覆銅板上貼上干膜，經是在覆銅板上貼上干膜，經曝光顯影、蝕刻形成導電線路圖形在電子產品起到電流導通與信號傳曝光顯影、蝕刻形成導電線路圖形在電子產品起到電流導通與信號傳送的作用送的作用, ,是電子原器件的載體是電子原器件的載體. .PCB的用途 電腦主板及附屬設備 通訊用產品 辦公用品 家電產品 醫(yī)療產品 軍用產品等板材的發(fā)展趨勢板材的發(fā)展趨勢：兩大發(fā)展趨勢t 無鹵化；t 無鉛化； ROHS標準標準 R

7、OHSROHS標準定義標準定義 RoHSRoHS是是電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令(the (the Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment)and electronic equipment)的英文縮寫。此指令主要是對產品中的鉛、汞、的英文縮寫。此指令主要是對產品

8、中的鉛、汞、鎘、六價鉻、聚溴聯苯鎘、六價鉻、聚溴聯苯(PBB)(PBB)及聚溴聯苯醚及聚溴聯苯醚(PBDE)(PBDE)含量進行限制。含量進行限制。 不符合不符合ROHSROHS標準標準有害物質有害物質 RoHSRoHS一共列出六種有害物質，包括：鉛一共列出六種有害物質，包括：鉛PbPb，鎘，鎘CdCd，汞，汞HgHg，六價鉻，六價鉻Cr6Cr6，聚，聚溴聯苯溴聯苯PBBPBB，聚溴聯苯醚，聚溴聯苯醚PBDEPBDE。 ROHSROHS標準標準實施時間實施時間 歐盟將在歐盟將在2006年年7月月1日實施日實施RoHS，屆時，不符合標準的電氣電子產品將不允，屆時，不符合標準的電氣電子產品將不允許

9、進入歐盟市場。許進入歐盟市場。 ROHS工藝實施工藝實施 目前印制板采用的無鉛化表面處理方法有涂覆可焊性有機保護層（目前印制板采用的無鉛化表面處理方法有涂覆可焊性有機保護層（OSP）、）、電鍍鎳電鍍鎳/金，化學鍍鎳金，化學鍍鎳/金、電鍍錫、化學鍍錫、化學鍍銀、熱風整平無鉛焊錫金、電鍍錫、化學鍍錫、化學鍍銀、熱風整平無鉛焊錫等。這些表面處理方法有的在印制板產品得到大量應用，有的還在推廣中。無等。這些表面處理方法有的在印制板產品得到大量應用，有的還在推廣中。無鉛焊錫熱風整平工藝與設備也已進入試用之中。鉛焊錫熱風整平工藝與設備也已進入試用之中。線路板分類u1 1、依層次分：、依層次分：u 單面板單面

10、板u 雙面板雙面板u 多層板多層板u2 2、依材質分：、依材質分：u 剛性板剛性板u 撓性板撓性板 u 剛撓板剛撓板PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 1、以材質分、以材質分 有機材質有機材質 ： 酚醛樹脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹脂、 聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂膠合等皆屬之。 無機材質無機材質 ： 鋁、覆銅板、陶瓷板等皆屬之。主要取其散熱功能 10PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 2、以成品軟硬區(qū)分、以成品軟硬區(qū)分 硬板 Rigid PCB11PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 軟板 Flexible PCB 12PCB產品的分類及構成產品的分類及構成軟硬板 Rigid-Flex PCB 13

11、PCB產品的分類及構成產品的分類及構成3、以結構分以結構分單面板（剖面圖） 14PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 雙面板（剖面圖） 15PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 多層板（剖面圖） 16PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 增層板（剖面圖） 17PCB產品的分類及構成產品的分類及構成 4、以表面處理方法分、以表面處理方法分 噴錫板噴錫板 化金板化金板 ENTEK（抗氧化）板板 化銀板化銀板18PCBPCB的構造的構造 PCB的結構其實就是像一塊三明治一樣。以一塊多層板為例來進行說明19。內層外層元件（Comp層）外層（Sold層）焊接Power層 Ground接地層絕緣層S

12、ignal信號層導通孔認識認識PCBPCB上的部件上的部件 1.SOLDER MASK阻焊層（簡稱S/M） 20S/M防焊認識認識PCBPCB上的部件上的部件 2.線路（LINE） 21線路認識認識PCBPCB上的部件上的部件 3.底板板面上沒有金屬覆蓋之區(qū)域 ,一般在綠色膜( 防焊 )下。22底板認識認識PCBPCB上的部件上的部件 4.孔（HOLE） 4.1鍍通孔或電鍍孔（PLATED THROUGH HOLE,簡稱PTH孔） 23零件孔導通孔（VIA HOLE）認識認識PCBPCB上的部件上的部件 4.2非電鍍孔（NON-PTH孔） 24非電鍍孔認識認識PCBPCB上的部件上的部件 4.

13、3環(huán)寬（ANNULAR RING,簡寫為A/R） 25環(huán)寬認識認識PCBPCB上的部件上的部件 5.錫墊（PAD） 5.1 SMD PAD: 26 SMD PAD 整個區(qū)塊稱為SMD認識認識PCBPCB上的部件上的部件 5.2 BGA PAD: 27BGA PAD整個區(qū)塊稱為BGA認識認識PCBPCB上的部件上的部件 5.3其它PAD: 28方形圓形長方形認識認識PCBPCB上的部件上的部件 6.準記號或感應點（FIDUCIAL MARK 或TARGET RING） 29 感應點認識認識PCBPCB上的部件上的部件 7.印字 30RP30RP32印字印字認識認識PCBPCB上的部件上的部件 8

14、.印記 31印 記認識認識PCBPCB上的部件上的部件 9.蝕刻字樣、數字、符號 9.1 料號（PART NUMBER簡寫P/N） 例如：116BA113C 116 前三碼代表客戶代號 B 代表不同制程（噴錫） A 代表層數（十層板） 113 代表客戶產品序號 C 代表客戶版本 32認識認識PCBPCB上的部件上的部件 9.2 DATE CODE(生產周期) 330112 GX DATE CODE認識認識PCBPCB上的部件上的部件 9.3 UL 標志： 1.“UL94”（test for flammability燃性試驗） 2.“UL 796”（PCB印刷線路板與耐燃性）。 340112 G

15、XUL 94V-0UL 94V-0 UL標志認識認識PCBPCB上的部件上的部件 10.金手指（GOLD FINGER簡寫為G/F）35金手指認識認識PCBPCB上的部件上的部件 11.金手指斜邊 36金手指斜邊認識認識PCBPCB上的部件上的部件 12.金手指導角： 37金手指導角認識認識PCBPCB上的部件上的部件 13. 38V-Cut防呆點需露出銅面印字防呆點需蓋上白漆點塞防呆點需蓋上綠漆PCBPCB特定名詞特定名詞 1. 金手指重要區(qū): 指金手指寬度比較寬的那一頭為接觸區(qū)由各邊緣量起5mil后，圍成之內圈，就是重要區(qū)域。 395milPCBPCB特定名詞特定名詞 2.金手指非重要區(qū): 指金手指寬度比較窄的那一頭為非接觸區(qū)及寬度比較寬的那一頭為接觸區(qū)由各邊緣量起5mil以外，也就是非重要區(qū)。 405milPCBPCB特定名詞特定名詞 3.金手指接線路處: 指金手指與線路連接的地方。 41PCBPCB特定名詞特定名詞 4. 金手指間距: 指金手指與金手指之間的距離。 42PCBPCB特定名詞特定名詞 5. 線路間距: 指線路與線路之間的距離。 43PCBPCB特定名詞特定名詞 6.SMD間距: 指兩個SMD 之間的距離。44PCBPCB特定名詞特定名詞 7.孔與線路間距: 孔與線路之間的距離。 45PCBPCB特定名詞特定名詞8.SMD 與線路間距: