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RoHS对电子产品可靠性的影响

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      为什么要实行ROHS? 一个电子产品的生命周期从研发、应用、报废、掩埋、在土壤中其有害物质渗入地下水、通过食物链浓缩、最后我们吃入浓缩精华、传给下一代。

      在实行ROHS标准以后,据统计,测量一台电视机各种元器件和pcb的费用高达30万元,(谁也买不起)。因此,必须从供应商生产流程和每个流程使用的物料上去控制并认证。

      从ROHS对产品影响来看,主要分为以下几个方面。一、对材料成分的影响二、对可靠性的影响。 由一个电子产品的成品组成包括,对元器件供应商的影响。对pcb供应商的影响。对元器件贴装商的影响。以下主要介绍主要对可靠性的影响:


      1. 对元器件供应商的影响:可靠性来讲,很多元器件原来的对温度的可靠性都是针对铅锡焊料的温度(180度)设计的,使用无铅焊接后,焊接温度更高,原来的元器件是否还能满足可靠性?常用无铅焊接使用Sn-Ag-Cu温度为210度。

      2. 对元器件贴装商的影响:无铅焊料代替原来的锡铅体系焊料,基本要满足共溶点要低,对铜面的浸润性要好。目前流行Sn-Ag-Cu体系。从可靠性来看,主要满足元器件引脚、焊料、PCB铜焊盘的热膨胀性能的差异,否则会导致元器件横向脱落。

      3. 对pcb生产厂商的影响:Pcb作为各种元器件的载体,其可靠性相当重要. 从pcb组成上来看,主要有板材、防焊剂、字符、表面处理。对于防焊剂、字符、表面处理主要是成分上的控制,表面处理可使用无铅的喷锡和沉金或osp等。对于板材,从成分上来看有很多人误解,因为板材中含有溴,是作为阻燃的一种成分,但溴的存在状态并不是ROHS所禁止的多溴联苯和多溴联苯醚。从可靠性来讲,一块pcb的几种基本物质为铜、树脂和玻璃纤维布。无铅焊接的更高温度,如果将一个pcb看成一个立体长方形,在xy方向上,铜焊盘和树脂的热膨胀的差异会导致焊盘的脱落,导致器件和pcb脱离。在z方向上,孔内镀铜和树脂的受热膨胀的差异会导致孔壁被拉断导致开路。在pcb的内部,树脂和玻璃布的热膨胀的差异又会导整个pcb的分层。

      设计的叠层如果不是中心对称,更容易导致翘曲的产生从而导致虚焊。对于设计者来说,选择板材很重要。目前一般的硬件工程师选择的材料,TD>300度 tg>170 CTE 在xyz方向尽量小。能满足T260、T280、Q1000最好。


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