RoHS & Lead Free 对 PCB 之冲击于 2006 年 7 月 1 日起欧盟开始实施之 RoHS 立法，虽然欧洲与 j 本 PCB 厂商已展开各项 Lead Free 制程与材料切换，并如火如荼的进行测试。但若干本土的PCB 厂因主要订单在美商，基于成本的考量，仍采取观望的态度。但如果不正视此问题，一旦美系 OEM、EMS 大厂决定跟进，必将措手不及衍生出诸多问题，可能的冲击不可等闲视之。 ▲FR-4 树脂、铜箔、焊料与背动元件彼此存在热胀系数之差异，其中树脂 Z 方向的热胀系数高达 60ppm/℃，与其它三者差异甚大。由于锡铅焊接之组装方式已沿用 40 年以上，不但可靠度佳且上至材料下至制程参数与设备均十分成熟，且过去发生的信赖性问题与因应对策已建立完整的资料库，故发生客诉时，可迅速厘清责任归属。但进入 Lead Free 时代，从上游材料、PCB 表面处理、组装之焊料、设备等与以往大相迳庭，且大家均无使用的经验值，一旦产生问题，除责任不易归属外，后续衍生丢失订单、天价索赔的问题可能层出不穷，故不可不慎。 Lead Free 组装通用的焊料锡银铜合金（SAC），其熔点、熔焊（Reflow）温度、波焊（Wave Soldering）温度分别较锡铅合金高 1535℃℃以上，几乎是目前 FR-4 板材耐热的极限。再加上重工的考量，以现有板材因应无铅制程存在相当的风险。 有监于此，美国电路板协会（IPC）乃成立基板材料之委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。然而，无铅时代面临产业上、下游供应链的重新洗牌，委员会各成员基于其所代表公司利益的考量，不得不作若干妥协。最后协调出的版本，似乎尽能达到最低标准。因此，即使通过 IPC 规范，并不代表实务面不会发生问题，使用者仍需根据自身的需求仔细研判。以新版 IPC-4101B 而言，有几个重要参数： Tg（板材玻璃转化温度）：可分一般 Tg（110150℃℃），中等Tg（150170℃℃），High Tg（＞170℃）以上三大类。 Td（裂解温度）：乃以「热重分析法」（Thermal Gravity Analysis）将树脂加热中失重 5％（Weight Loss）之温度点定义为 Td。Td 可判断板材之耐热性，作为是否可能产生爆板的间接指标。IPC 新规范建议因应无铅焊接，一般 Tg 之 Td ＞310℃，Mid Tg 之 Td＞325℃，High Tg 之 Td＞340℃。 ▲在组装之波焊过程，无铅焊料因过于僵硬，容易产生局部龟裂或将铜环从板面拉起造成局部扯裂的状态。■Z 轴 CTE，α1、α2 CTE 为热膨胀系数（Coefficient of ...
