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向RoHS(《关于在电气电子设备中禁止使用
某些有害物质指令》)转换看起来是值得称颂的现代电子制造界的大事。对于符合RollS的新型产品的需求不断地困扰着元件供应商，而同时另外一些用户则要求继续供应传统锡／铅型元件。对于那些未直接受到RoHS影响的电子制造商，元件供应链的惯性肯定要影响到锡／铅元件的可用性，同时元件供应商需要减少不符合RollS的产品的库存；因此，向无铅型转换的时间期限日益加快。如果你必须购买无铅的商用现成产品，那么在您目前的锡／铅制造实践中会使用这些无铅的商用现成产品吗?
无铅化的技术影响
依据元件的类型，向符合RoHS型元件转移的影响是有差异的。转换过程的失效模式和效果分析(FMEA)显露了以下方面的问题：1)可焊性；2)BGA(球栅阵列)的兼容性；3)锡须的形成；4)焊接的可靠性及；5)电接触的性能。
电子元件的可焊性是与焊料尾端的表面涂层有密切关系。对于大部分的RoHS转换，我们将看到表面涂层将从锡／铅(一般93％锡和7％的铅)改变成100％的纯锡涂层。在焊接过程中，锡涂层溶解到焊料中并形成冶金焊缝。有一个普遍的误解是与锡铅合金相比，锡的熔点更高，所以要求无铅元件具有更高的焊接温度。这是不正确的。这种温度的影响可以利用可焊性测试来量化，如采用润湿柱平衡法。图1示出了在220℃时(低于锡的熔点12℃)低共熔锡／铅焊料混合物内测试的引出端的润湿柱平衡结果。结果表明锡／铅和纯锡的性能相似。尽管锡比锡／铅润湿的稍慢，但锡却有更稳定的性能。
在2003年2月，为了向汽车工业提供无铅电镀的产品，泰科电子(Tyco Electronics)将我们内部的许多条电镀生产线从锡／铅转换到纯锡。由于ELV(废车回收)指令(RoHS的汽车版本)对焊料中铅给予豁免，因此大部分汽车制造商仍继续使用锡／铅焊料并报告说可焊性与以前的锡／铅型等同。
球栅阵列(BGA)器件含有焊球。对于符合RollS的产品，焊球一般由锡、银和铜的合金组成(如SAC305)。这类合金与锡／铅焊料不兼容。而且，这类合金的熔点比锡／铅焊料高，因此焊球在锡／铅焊接过程中不回流。同样地，这类产品向下不兼容。
锡须是锡的单纤维丝，它是在锡和锡合金镀层的表面自然生长出来的。锡须生长的确切原因尚不清楚；但元件工业已经采用了几种可靠的缓解方法来减小锡须的危险，这些方法包括镀镍阻挡层、回流锡镀层以及将锡镀层退火。尽管锡须仍可能形成，但风险是可以控制的。iNEMI(国际电子制造联合会)和JEDEC(电子器件工程联合会)已经公布了测试方法来确定电镀工艺或产品是否易于产生锡须，并且公布了可接受的缓解方法2。元件供应商可提供其锡须鉴定试验的详情。
焊接的可靠性受制于焊缝形成后的冶金状况。因此，接触镀层的冶金状况可能是令人担心的。可是，对于锡／铅镀层，元件镀层在焊接过程中被完全溶解到焊料中，因此焊接性能取决于所用的焊料、焊接工艺和锡下面材料(在大多情况下为镍)的质量，图2示出了对一种镀纯锡的元件上进行锡／铅焊接的焊缝SEM(扫描电子显微镜)显微图。这种锡完全被溶解，余下的全部是锡／铅焊料、铜引出端和焊接过程中锡铜之间形成的金属互化物。
对于连接器产品，可能还存在永久互连或可分离互连的性能问题。这将包括连接器间可分离界面以及永久连接如压接和绝缘位移连接(IDC)。在AMP公司于1941年推出了首个“无焊端子”之后，锡镀层很快被用于提高这类界面的特性，接触电阻一直是可靠的。此外，如果我们检查接触界面的物理特性，则很明显从锡／铅向纯锡转换几乎不存在需顾虑的冶金原因。
无铅化的后勤影响
将您的供应链转换到符合RollS的产品的后勤工作是一项令人畏缩的任务。如果你不需要转换，则更糟糕，但余下的供应链将围绕你进行转换。大部分元件供应商在满足ELV要求时是不必更改其元件号的。但对RoHS，情况则不是如此。当可供应符合RollS的产品时，大部分供应商已经被迫发布了新的元件号。有些供应商正在废除旧的元件号，而另一些则在供应以前的产品，而如果有足够的市场需求且库存风险不太大的话，有些供应商仍将继续制造传统型元件。
为控制库存风险，有些元件供应商已经停止生产旧的锡／铅产品，并且现在正在以符合RollS的产品来取代旧的锡／铅产品。由于元件完全向下兼容，因此对这些元件的用户没有影响(BGA型元件除外)。
对于受到豁免而继续使用锡／铅焊料或尚不准备转换到无铅工艺的制造商，电子元件向无铅型转换不会影响到他们的制造工艺。可靠性问题，如可焊性、接触性能及锡须的产生，可以通过测试产品、利用缓解方法并通过获取供应商的试验数据来解决。
参考文献
1．Hilty，R.D.，Myers，M，《锡／铅焊料无铅电沉积的可焊性》，泰科文献503-1O01，可在http：／／www．tycoelectronics．com／environment／leadfree／pdf／503-1001_Solderability_backwards_compatable．pdf站点上获得。
2．iNEMI(http：／／www．inemi．org／)已经发布了《锡须用户小组的验收试验建议》，该建议可在iNEMI网站上获取。JEDEC已经发布了试验方法－JESD22A121－《锡和锡合金表面涂层晶须生长测量试验方法》，并且，有一份验收文件正在寻求有资格的投票：JESD201－《锡和锡合金表面涂层锡须危险性环境验收要求》。
3．实例，参见
http：／／www．tycoelectronics．com／environment／leadfree／pdf／tyco_lf_customer_packet_whiskers．Ddf．
某些有害物质指令》)转换看起来是值得称颂的现代电子制造界的大事。对于符合RollS的新型产品的需求不断地困扰着元件供应商，而同时另外一些用户则要求继续供应传统锡／铅型元件。对于那些未直接受到RoHS影响的电子制造商，元件供应链的惯性肯定要影响到锡／铅元件的可用性，同时元件供应商需要减少不符合RollS的产品的库存；因此，向无铅型转换的时间期限日益加快。如果你必须购买无铅的商用现成产品，那么在您目前的锡／铅制造实践中会使用这些无铅的商用现成产品吗?
无铅化的技术影响
依据元件的类型，向符合RoHS型元件转移的影响是有差异的。转换过程的失效模式和效果分析(FMEA)显露了以下方面的问题：1)可焊性；2)BGA(球栅阵列)的兼容性；3)锡须的形成；4)焊接的可靠性及；5)电接触的性能。
电子元件的可焊性是与焊料尾端的表面涂层有密切关系。对于大部分的RoHS转换，我们将看到表面涂层将从锡／铅(一般93％锡和7％的铅)改变成100％的纯锡涂层。在焊接过程中，锡涂层溶解到焊料中并形成冶金焊缝。有一个普遍的误解是与锡铅合金相比，锡的熔点更高，所以要求无铅元件具有更高的焊接温度。这是不正确的。这种温度的影响可以利用可焊性测试来量化，如采用润湿柱平衡法。图1示出了在220℃时(低于锡的熔点12℃)低共熔锡／铅焊料混合物内测试的引出端的润湿柱平衡结果。结果表明锡／铅和纯锡的性能相似。尽管锡比锡／铅润湿的稍慢，但锡却有更稳定的性能。
在2003年2月，为了向汽车工业提供无铅电镀的产品，泰科电子(Tyco Electronics)将我们内部的许多条电镀生产线从锡／铅转换到纯锡。由于ELV(废车回收)指令(RoHS的汽车版本)对焊料中铅给予豁免，因此大部分汽车制造商仍继续使用锡／铅焊料并报告说可焊性与以前的锡／铅型等同。
球栅阵列(BGA)器件含有焊球。对于符合RollS的产品，焊球一般由锡、银和铜的合金组成(如SAC305)。这类合金与锡／铅焊料不兼容。而且，这类合金的熔点比锡／铅焊料高，因此焊球在锡／铅焊接过程中不回流。同样地，这类产品向下不兼容。
锡须是锡的单纤维丝，它是在锡和锡合金镀层的表面自然生长出来的。锡须生长的确切原因尚不清楚；但元件工业已经采用了几种可靠的缓解方法来减小锡须的危险，这些方法包括镀镍阻挡层、回流锡镀层以及将锡镀层退火。尽管锡须仍可能形成，但风险是可以控制的。iNEMI(国际电子制造联合会)和JEDEC(电子器件工程联合会)已经公布了测试方法来确定电镀工艺或产品是否易于产生锡须，并且公布了可接受的缓解方法2。元件供应商可提供其锡须鉴定试验的详情。
焊接的可靠性受制于焊缝形成后的冶金状况。因此，接触镀层的冶金状况可能是令人担心的。可是，对于锡／铅镀层，元件镀层在焊接过程中被完全溶解到焊料中，因此焊接性能取决于所用的焊料、焊接工艺和锡下面材料(在大多情况下为镍)的质量，图2示出了对一种镀纯锡的元件上进行锡／铅焊接的焊缝SEM(扫描电子显微镜)显微图。这种锡完全被溶解，余下的全部是锡／铅焊料、铜引出端和焊接过程中锡铜之间形成的金属互化物。
对于连接器产品，可能还存在永久互连或可分离互连的性能问题。这将包括连接器间可分离界面以及永久连接如压接和绝缘位移连接(IDC)。在AMP公司于1941年推出了首个“无焊端子”之后，锡镀层很快被用于提高这类界面的特性，接触电阻一直是可靠的。此外，如果我们检查接触界面的物理特性，则很明显从锡／铅向纯锡转换几乎不存在需顾虑的冶金原因。
无铅化的后勤影响
将您的供应链转换到符合RollS的产品的后勤工作是一项令人畏缩的任务。如果你不需要转换，则更糟糕，但余下的供应链将围绕你进行转换。大部分元件供应商在满足ELV要求时是不必更改其元件号的。但对RoHS，情况则不是如此。当可供应符合RollS的产品时，大部分供应商已经被迫发布了新的元件号。有些供应商正在废除旧的元件号，而另一些则在供应以前的产品，而如果有足够的市场需求且库存风险不太大的话，有些供应商仍将继续制造传统型元件。
为控制库存风险，有些元件供应商已经停止生产旧的锡／铅产品，并且现在正在以符合RollS的产品来取代旧的锡／铅产品。由于元件完全向下兼容，因此对这些元件的用户没有影响(BGA型元件除外)。
对于受到豁免而继续使用锡／铅焊料或尚不准备转换到无铅工艺的制造商，电子元件向无铅型转换不会影响到他们的制造工艺。可靠性问题，如可焊性、接触性能及锡须的产生，可以通过测试产品、利用缓解方法并通过获取供应商的试验数据来解决。
参考文献
1．Hilty，R.D.，Myers，M，《锡／铅焊料无铅电沉积的可焊性》，泰科文献503-1O01，可在http：／／www．tycoelectronics．com／environment／leadfree／pdf／503-1001_Solderability_backwards_compatable．pdf站点上获得。
2．iNEMI(http：／／www．inemi．org／)已经发布了《锡须用户小组的验收试验建议》，该建议可在iNEMI网站上获取。JEDEC已经发布了试验方法－JESD22A121－《锡和锡合金表面涂层晶须生长测量试验方法》，并且，有一份验收文件正在寻求有资格的投票：JESD201－《锡和锡合金表面涂层锡须危险性环境验收要求》。
3．实例，参见
http：／／www．tycoelectronics．com／environment／leadfree／pdf／tyco_lf_customer_packet_whiskers．Ddf．