无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势

目录-I-目录第1章无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势.........................................31.1废弃电子产品的危害性...........................................................................31.2铅的毒害性...............................................................................................61.3人们对铅中毒的认识...............................................................................71.4无铅化电子组装的定义...........................................................................71.5无铅化电子组装的动力（图1-9）..........................................................71.6无铅化电子组装的发展历程及3个重要的Roadmap...........................101.7无铅化电子组装的国际形式..................................................................11第2章无铅化电子组装技术面临的主要问题...............................................182.1无铅钎料概述.........................................................................................182.1.1无铅钎料的定义........................................................................................182.1.2无铅钎料国际研究现状.............................................................................192.1.3各微量元素对钎料合金性能影响.............................................................202.1.4无铅钎料的分类及专利问题.....................................................................252.2无铅钎料特性.........................................................................................292.3不同无铅钎料合金性能比较..................................................................492.4电子组装对无铅焊料得基本要求：.......................错误！未定义书签。第3章无铅化组装与SMT工艺....................................................................883.1无铅化再流焊工艺.................................................................................883.1.1无铅再流焊工艺新特点.............................................................................883.1.2无铅化对再流焊设备提出的新要求.........................................................903.2无铅波峰焊工艺...................................................................................1043.2.1无铅波峰焊工艺新特点...........................................................................1043.2.2波峰焊工艺参数的确定...........................................................................1133.3无铅化SMT质量检测技术..................................................................117第4章无铅制造...........................................................................................1304.1无铅制造步骤.......................................................................................1304.2无铅制造问题.......................................................................................1304.3评估锡晶须生长倾向的标准测试方法...................错误！未定义书签。参考文献............................................................................错误！未定义书签。删除的内容:12删除的内容:48删除的内容:86删除的内容:86删除的内容:86删除的内容:88删除的内容:102删除的内容:102删除的内容:112删除的内容:116删除的内容:129删除的内容:129删除的内容:129目录-II-附录...................................................................................错误！未定义书签。致谢...................................................................................错误！未定义书签。错误！文档中没有指定样式的文字。无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势-3-第1章无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势1.1废弃电子产品的危害性随着电子信息产业的快速发展，电子信息产品更新换代日益加快，电子垃圾成为世界上增长昀快的垃圾，也是困扰全球的大问题。特别是发达国家，由于电子产品更新换代速度快，电子垃圾的产生速度也更快，如作为世界上昀大的电子产品生产国和电子垃圾的制造国的美国，每年产生的电子垃圾高达700万吨至800万吨，而且量正在变得越来越大，仅电脑一项，1998年美国就废弃了2000多万台，其中只有11%的零件被重新组装，由此形成的电子垃圾就高达500万到700万吨。而据一些环保组织估计，美国的废弃电脑将很快达到3亿到6亿多台，所产生的电脑垃圾将是数以亿吨。而如果将手机、电视机等其他电子产品考虑在内，这数量将更为庞大。1998年欧盟电子废弃物总量高达600万吨，年增长率为3%-5%，即12年后将增加一倍。德国每年要产生电子垃圾180万吨，法国是150万吨，相当于城市生活垃圾总量的4％，而这4％电子废弃物对环境的危害远远超过整个城市垃圾造成的危害。和美国、欧洲类似，日本以及韩国、印度、中国等亚洲国家也在源源不断地生产出大量的电子垃圾。我国1985年开始，家电业开始迅猛发展，到2002年止，中国家电的社会保有量：手机为2.5亿台，如果按照3年换机率计算，平均中国每年有近7000万部手机退役，产生40万吨的电子废弃物；目前我国的电视机社会保有量约为3.5亿台，洗衣机约为1.7亿台，电冰箱约为1.3亿台，电脑为1.1亿台。据估计2003年，我国有大约有500万台电视机，500万台洗衣机，300万台电冰箱被废弃。中国目前每年报废的电冰箱、洗衣机、计算机、空调等电器有2600余万台，废弃电子电器产品总量达100万吨，相当于生活垃圾的1％。图1-1为我国从2003年起家电产品的年更新量。由于全世界范围内的电子垃圾的数量将大得惊人，为缓解本国的环保压力，发达国家往往将废弃物输出到象中国这样的发展中国家。据统计，发达国家电子垃圾中的50%-80%要出口到发展中国家，如美国有60%-80%的废旧电脑及其它废旧电器流入发展中国家，2002年美国约有删除的内容:无铅化组装与SMT工艺删除的内容:无铅化组装与SMT工艺错误！文档中没有指定样式的文字。无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势-4-1275万台电脑报废，其中80%的电脑垃圾流入亚洲，而大部将进入中国大陆。图1-12003年起家电产品的年更新量目前中国面对的“电子洋垃圾”数量巨大。除少数工厂（欧洲工厂的分厂）,大部分工厂均是“小作坊”,管理混乱、污染严重、危害巨大，缺乏必要的设备和经验，造成对周围环境的破坏相当严重。图1-2为废弃电子产品回收处理的“小作坊”，图1-3为废弃电子产品对还进造成的危害。图1-2废弃电子产品回收处理的“小作坊”图1-3废弃电子产品对还进造成的危害删除的内容:无铅化组装与SMT工艺删除的内容:无铅化组装与SMT工艺错误！文档中没有指定样式的文字。无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势-5-电子信息产品中含有许多有毒有害物质，例如，铅、汞、镉等，这些有毒有害物质直接或间接对人体造成很大的危害。以电脑为例，电脑中含有的有毒有害物质以及对人体可能造成的危害如表1-1。所以我们必须从产品的设计、开发、生产开始限制有毒有害物质，并对废弃电子产品进行合理回收处理（图1-4）。表1-1电脑中含有的有毒有害物质以及对人体可能造成的危害图1-4废弃电子产品防治办法删除的内容:无铅化组装与SMT工艺删除的内容:无铅化组装与SMT工艺错误！文档中没有指定样式的文字。无铅化电子组装的时代迫切性与国际形势-6-1.2铅的毒害性Sn-Pb合金（特别是Sn-37Pb），因其成本低廉，良好的导电性和优良的力学和钎焊性能，一直以来广泛的用于电子整机装联，微电子元器件的封装和印刷电路板级装。目前全球电子行业中所用钎料每年消耗的鉛约为2000t，大约占世界鉛年总量的5％。但是，Pb及含Pb物是危害人类健康和污染环境的有毒有害物质，美国环境保护署（EPA）将鉛列入前17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一。Sn-Pb钎料在生产及使用过程中会直接危害人体，它与人体蛋白质强烈结合而抑制人体正常的生理功能，造成神经系统和代谢紊乱，使神经系统和生理反应迟钝，减少血色素而造成贫血及高血压。美国职业安全与健康管理署(OSHA)规定：人体血液中的铅含量应控制在50mg/100ml之下，打算生育子女的应控制在30mg/100ml之下。此外电子元器件废弃物中含Pb的钎料会被氧化成氧化铅，氧化铅和盐酸及酸雨中的酸反应形成铅的化合物，污染环境，昀终危害人类的健康（图1-5）。与此同时，电子封装与组装的迅速发展和技术的不断进步，对钎焊的性能要求不断提高。随着现代高集成度、高性能电子电路设计的发展，焊接点越来越小，而所需承载的力学、电学和热学负荷越来越重，对其可靠性要求日益提高。传统的铅锡钎料由于抗蠕变性能差，已不能满足电子工业对其可靠性的要求。