向無(wú)鉛化過(guò)渡給連接器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)

　　在電子產(chǎn)業(yè)的每個(gè)領(lǐng)域——從消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、汽車(chē)電子到通信應(yīng)用，先進(jìn)的互連解決方案都是必不可少的組成部分和首要性能制約因素之一。隨著歐盟制定的WEEE和RoHS指令生效日期日益臨近，連接器產(chǎn)業(yè)也不言而喻地受到很大沖擊，整個(gè)產(chǎn)業(yè)界正在為被禁材料尋找可靠的替代品，同時(shí)要保證產(chǎn)品的性能不受影響，這些都給互連制造商帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。另一方面，從應(yīng)用的角度，客戶對(duì)互連供應(yīng)商定制能力的要求也給后者形成很大壓力。在目前競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)，能夠滿足所有定制互連需求的供應(yīng)商比以往任何時(shí)候都受歡迎。本文將就以上這兩個(gè)角度分析當(dāng)前互連產(chǎn)業(yè)面臨的問(wèn)題和相應(yīng)的解決之道。歐盟的WEEE和RoHS指令推動(dòng)各國(guó)紛紛制訂禁止在電子設(shè)備中使用鉛、鎘、水銀、六價(jià)鉻、多溴苯酚(PBB)以及多溴二苯醚(PBDE)的法規(guī)，這兩項(xiàng)指令將從明年7月1日起在歐洲生效。把鉛從互連器件中“清除”出去是一項(xiàng)非常艱巨的工作，因?yàn)槿绻褂脽o(wú)鉛合金的焊料將需要更高的熔化溫度(新型無(wú)鉛合金焊料需要的熔化溫度高達(dá)217°C至219°C，比業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的錫鉛工藝大約高出 35°C)，這將帶來(lái)許多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。此外，采用新型無(wú)鉛合金所帶來(lái)的一項(xiàng)重大變化是濕潤(rùn)力(wetting force)低于較錫鉛合金。熔化的焊料和焊接表面的濕潤(rùn)特性決定著焊料覆蓋焊盤(pán)和引線的情況，并決定著焊點(diǎn)的形狀。無(wú)鉛焊料的濕潤(rùn)力不如錫鉛焊料強(qiáng)，這將給制造商帶來(lái)更多制程上的問(wèn)題，因?yàn)殄a鉛工藝的要求比無(wú)鉛工藝要寬松。

　　無(wú)鉛化對(duì)于連接器產(chǎn)業(yè)的影響

　　鉛最常用于端子的電鍍或者是多數(shù)無(wú)源電子元器件的連接端之中，此外有些器件也在其內(nèi)部構(gòu)成中使用鉛。在過(guò)去的兩三年中，許多主要的元件制造商一直在研究無(wú)鉛電鍍和焊接工藝。它們把部分或分部產(chǎn)品線都改造成了純錫終端電鍍，和向無(wú)鉛焊接過(guò)渡，最常見(jiàn)的是錫/銀/銅組合。連接器中對(duì)成本影響最大的是絕熱材料。如果需要較高的溫度，連接器產(chǎn)業(yè)將被迫改變?cè)S多連接器中所用的樹(shù)脂材料。

　　在多數(shù)情況下，連接器中絕熱保護(hù)所使用的樹(shù)脂或模塑料是FR66和PBT等耐熱較低的樹(shù)脂。如果改用LCP等高溫樹(shù)脂，則可能需要采用新的成型鑄模。樹(shù)脂被注入硬模時(shí)的表現(xiàn)，受到直流道、橫流道和澆口的模具內(nèi)部的設(shè)計(jì)影響。業(yè)內(nèi)人士暗示，新型成型鑄模將必須面對(duì)這些情況，而為了應(yīng)對(duì)這些情況，連接器產(chǎn)業(yè)可能面臨總計(jì)達(dá)1,000萬(wàn)美元以上的投資，最高甚至可能高達(dá)5億美元。

　　不過(guò)對(duì)于那些非常微小的連接器，其管腳間距為0.4毫米，使用的絕熱材料不超過(guò)1克。在這些情況下，它對(duì)成本的影響極小。但在另一方面，眾多連接器使用的絕熱器重量為10~30克，此時(shí)對(duì)成本的影響就會(huì)非常明顯。最近接受采訪的制造商指出，采用無(wú)鉛工藝所要求的新型合金對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行電鍍不會(huì)帶來(lái)附加成本，但是卻需要對(duì)現(xiàn)有的卷帶式

　　電鍍線進(jìn)行改造或者購(gòu)買(mǎi)新式的卷帶式電鍍線，這大約需要額外支出100到200萬(wàn)美元。

　　與之相關(guān)的成本問(wèn)題

　　一些連接器制造商表示，高端連接器或高可靠性連接器已經(jīng)在使用能夠把耐受溫度提高35°C的樹(shù)脂塑造絕熱器。對(duì)于僅購(gòu)買(mǎi)這類(lèi)高端連接器的廠商來(lái)說(shuō)，價(jià)格可能不會(huì)提高。另一方面，消費(fèi)電子所采用的通用類(lèi)產(chǎn)品線通常不含有能耐更高溫度的絕熱樹(shù)脂。在必須采用更高耐溫樹(shù)脂的情況下，連接器成本將會(huì)上漲 10~15%。

　　從絕熱材料方面來(lái)看，高帶寬/高速連接器一般不會(huì)受到向無(wú)鉛工藝轉(zhuǎn)變的影響，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)在使用LCP等耐高溫材料。PGA和BGA等高端IC Socket正在使用LCP樹(shù)脂，因此這些互連產(chǎn)品也相對(duì)不受這種轉(zhuǎn)變的影響。需要注意的是，所有的BGA Socket制造商必須把焊球上的材料變成無(wú)鉛材料。