鉛フリーのプリント回路基板とアセンブリの要件と原因

現在、世界のすべての国が、プリント回路基板とそのアセンブリに対する鉛フリー要件を提唱しています。 プリント基板、組立工程、製品に鉛を使用できないのはなぜですか? 理由は 2 つあります。まず、鉛は有毒で環境に影響を与えます。 第二に、鉛はんだは新しい組立技術には適していません。

鉛は有毒物質です。 人体が過度の鉛を吸収すると、中毒を引き起こします。 主な影響は、血液、神経、胃腸、腎臓の 4 つの組織系に関連しています。 貧血、めまい、嗜眠、ジスキネジア、食欲不振、嘔吐、腹痛、慢性腎炎などを起こしやすい方。低用量の鉛の摂取は、人間の知性、神経系、生殖器系にも悪影響を与える可能性があります。

PCB 表面にスズ鉛はんだコーティングを使用すると、3 つの側面で害が生じます。 A. PCB 処理は鉛にさらされます。 リード コンタクト プロセスには、スズ鉛層が耐食性として使用される場合のパターン電気めっきにおけるスズ鉛電気めっき、腐食後のスズ鉛除去、熱風レベリングはんだ付け (スズ スプレー)、および一部のホットメルトはんだ付けが含まれます。 PCBの生産には排気などの労働保護措置がありますが、長期的な接触は必然的に影響を受けます。 B. スズ鉛電気めっきなどの鉛含有廃水や熱風レベリング (スズ噴霧) からの鉛含有ガスは、環境に影響を与えます。 鉛を含む廃水は、電気めっき洗浄水と、滴り落ちた、または廃棄されたスズ鉛溶液に由来します。 この点、排水は含有量が少なく処理が難しいと考えられることが多いため、処理せずに大プールに放流しています。 C. プリント基板にはスズ鉛メッキ/コーティングが含まれています。 このようなプリント基板を廃棄したり、使用している電子機器を廃棄したりすると、鉛含有物質は再資源化できません。 これらをゴミとして地中に埋めてしまうと、地下水は経年で鉛を含んで環境を汚染してしまいます。 さらに、鉛ガスは PCB アセンブリのウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、またはスズ鉛はんだを使用した手動はんだ付けに存在し、人体や環境に影響を与え、PCB により多くの鉛含有量を残します。

はんだ付け可能で耐酸化性のコーティングとして、現在、スズ鉛合金はんだは高密度相互接続製品に完全に適しているわけではありません。 たとえば、世界のプリント基板の表面にある現在のコーティング層の 60% 以上がスズと鉛のレベリングに熱風を使用していますが、SMT を取り付ける場合、一部の小さなコンポーネントでは PCB ボンディング プレートの表面を非常に滑らかにする必要があります。 コンポーネントと PCB 接続プレートの間にワイヤ ボンディングなどの非はんだ付け方法が使用されている場合、熱風レベリング スズと鉛の層が十分に平坦でないか、硬度が不十分であるか、接触抵抗が高すぎるように見えます。 およびその他の要因により、非スズおよび鉛コーティングを使用する必要があります。

鉛フリー PCB 工業製品は、ヨーロッパ諸国によって最初に提案されました。 1990 年代には、PCB 工業製品の鉛フリー化を促進するための法規制が制定されました。 今、うまくいっているのは日本です。 2002 年までに電子製品は一般的に鉛フリーになり、2003 年にはすべての新製品が鉛フリーはんだになりました。 鉛フリーの電子製品は、世界中で積極的に推進されています。

鉛フリー基板の実現が可能です。 現在、スズ鉛合金に加えて、有機保護コーティング (OSP)、電気めっきまたは化学ニッケル/金めっき、電気めっきまたは化学スズ浸漬、電気めっきまたは化学銀浸漬、およびパラジウム、ロジウムを含む PCB 表面コーティングが広く使用されています。 またはプラチナおよび他の貴金属。 実際のアプリケーションでは、OSP 表面コーティングは一般的な家電製品に適しており、満足のいく性能と低価格を備えています。 耐久性のある産業用電子製品は、主にニッケル/金コーティングを使用していますが、処理プロセスは比較的複雑で、コストが高くなります。 プラチナロジウムおよびその他の貴金属コーティングは、特別な要件があり、優れた性能と高価格を備えた高性能電子製品にのみ使用できます。 現在、化学スズ浸漬または化学銀浸漬が積極的に推進されている。 優れた性能と適度なコストにより、スズ鉛合金コーティングの優れた代替品です。 化学スズ浸漬または化学銀浸漬の製造プロセスは、化学ニッケル/金浸漬よりも単純であり、低コストであり、良好なはんだ付け性と滑らかな表面、および鉛フリーのはんだスズを使用する場合の高い信頼性を備えています。

また、鉛フリーはんだを使用した鉛フリーPCBプリント基板実装も実現しました。 鉛フリー PCB はんだのスズは、依然として主成分です。 一般に、錫の含有量は 90% 以上で、銀、銅、インジウム、亜鉛またはビスマス、およびその他の金属成分が含まれています。 これらの合金はんだは、組成と溶融温度が異なり、140℃から300℃まで選択できます。 適応性とコスト要因の観点から、ウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、手付けはんだ付けでは、選択温度とはんだ組成が異なります。 現在使用されているはんだは、96.5Sn/3。5Ag、95。5Sn/4。0 Ag/0。5Cu、99.3Sn/0。

地球は世界に一つしかありません。 私たちは、人々の健康と将来の世代のために、良い生活環境をつくらなければなりません。 PCB 業界は、鉛フリーに向けて積極的かつ急速に発展する必要があります。