五、 锡须问题
早年锡铅焊材选用原因之一就是避免锡须困扰,因无铅化要求工程师仍要回头面对锡须问题。无铅化零组件以纯锡取代原用的锡铅,经一段时日后纯锡镀层可能长出树突物,造成导体间短路。2003.5.15在日本东京召开"Tin Whisker Joint Meeting",不同机构在会中各自提出研究报告与发现,例如定义「锡须」(长>10um或长/宽比>2,有一致横切面形状)、建议检视零件位置、样品处理与试验方法…。会中并协议由日JEITA、美NEMI及英SOLDERTEC组成项目小组,研究锡须生成机制、并在2004提出「锡须试验方法」之IEC标准草案。
目前JEDEC建议之试验条件为:热冲试验(TC):-55℃/85℃,每循环20分钟,湿热试验:60℃,90 +/-5﹪RH,室温试验:~23℃;但由于试验之重复与再现性不佳,JEDEC也注明试验目的是帮助评估镀层处理、并不是用来做可靠度评估用。2003东京召开的"Tin Whisker Joint Meeting",与会者对锡须试验之初步共识为:
高温/湿试验(high temperature/humidity condition test):60℃,93 +2/-3﹪RH
热冲试验(Thermal Cycling,TC):高温 85℃,低温-40℃ 或-55℃,高低温停留时间及温变率(待决定)。
室温环境(Ambient conditions):20~25℃ 或 15~35℃ (待决定)。
六、无铅锡焊相关之测试验证
无铅锡焊相关之检试验与认证有:
无铅焊锡材料评估:评选新无铅焊锡材料与供货商、及常态性进料检验是其应用时机,包括合金与助焊剂特性两部份。
无铅焊锡用零组件试验:用于评选新零件与供货商,评估重点在不含铅、耐焊热、制程适合性(如可焊性、焊点强度…)及其它(如锡须试验)。
制程检验:包括检查之判定标准皆需重新检讨与设定。
可靠度验证:目的在验证无铅制程产品其质量与可靠度「不劣于传统锡铅产品」,目前试验会以验证焊点寿命为主,如温度循环、振动试验。
「无铅」符合性验证:证明产品完全符合相关环保法规要求。由于在RoHS指令中对检测方法并无明确界定,大部份厂商是以分析土壤污染方法进行测试、或参酌美国EPA之相关分析方法,不幸的是不同方法得到结果会有不同,此一部份仍有待进一步协商决定。ETC环保分析实验室已取得国内第一家电子产品微量成分分析CNLA认证,且与欧、日相关实验室进行能力比对,以确保分析结果有效性。
无铅认证:目前并无国际性组织针对「无铅」认证实际运作,只有2004.5 IECQ在日内瓦会议中决议在IECQ的「制程能力」制度中导入「无铅要求」全力推动「无铅认证」。(详情请洽中华民国电子零件认证委员会李书和先生 02-23911627)
针对无铅焊锡议题,ETC由黄凯显博士为总召集人(Tel:03-3276767 hkhung@etc.org.tw),可以提供之服务包括:
信息提供-系列研讨会、到厂说明解释、ETC季刊专题。
绿色供应炼管理辅导-协助厂商建立「绿色供应炼管理系统」。(吴尔昌 课长(03-3276143))
无铅制程导入技术辅导-组成技术团队以项目辅导方式,协助厂商顺利导入无铅锡焊制程。(黄凯显 博士)
符合性测试验证--针对RoHS指令要求进行测试分析,出具独立实验室测试报告。(陈元曼或曾亦宏 (03-3280026 ext291 或298))
性能测试-可区分成三部份: 无铅焊锡验证及特殊评估、无铅化零组件特性测试(包括可焊性、耐焊热、焊点强度…)、实装板可靠度试验。