「綠色製造」已是大勢所趨 

近年，電子製造服務（EMS）需求愈來愈大，原設備生產商（OEM）和原設計生產商（ODM）技術持續改進，所以除了廠商之間的競爭之外，客戶要求不斷提升、環保法規日趨嚴格，都是現時電子製造業所面對的挑戰和難題。 

羅先生表示，留意到「綠色製造」已是大勢所趨，對全球的持續發展相當重要，而無鉛焊錫的需求和應用，更為業界造成許多技術上的挑戰，並牽動整個電子製造工業的供應鏈和生產線，從原材料、零部件，以至裝配、系統開發和包裝都受影響。他解釋，一般無鉛焊料（如錫銀銅合金）的熔點為217℃，比錫鉛焊料高34℃，意味焊接溫度將大幅提高，因此無論對組裝工藝和設備技術，也有更嚴格的要求，反映生產管理系統和技術同樣重要。 

除此之外，羅先生認為無鉛焊錫技術亦會影響到其他工業，以至維修服務。他舉例：醫療相關產品本來享有較長的含鉛寬限期，但由於大部份零件供應商已轉向無鉛焊錫電鍍，所以廠商都被迫轉用無鉛技術；同樣地，諸如電梯等大型運輸系統的電子組裝配件，也可能使用無鉛焊錫技術，所以對於維修技術人員而言，也將是一項挑戰。 
 

無鉛焊錫技術可靠性測試 

有見及此，先進電子工藝中心在政府創新科技基金資助下，以綠色電子製造為中心，提供一站式的顧問服務，發展無鉛焊錫科技，包括：無鉛焊錫接物料選擇、無鉛焊錫系統應用、無鉛PCB 組裝工序優化、無鉛焊錫工藝評估、無鉛零件鑑定計劃，以及可靠性測試和分析，並提供有關品質驗收標準、電子組裝技術及可靠性技術的培訓。 

陳先生強調，可靠性測試和分析對新工藝十分重要，是技術應用和發展的依據，以驗證產品的可靠性；因此，該中心可提供新製程的測試工具，來驗證所發展的無鉛焊錫技術，先完成測試工具的印刷線路板組裝（PCBA），再進行PCBA可靠性測試，排除使用時出現可靠性問題。

無鉛回流焊接系統

無鉛波焊接系統 
 

無鉛焊錫能力評估方案 

配合上述的測試服務，先進電子工藝中心亦開發了一套評估方案，協助業界評估本身的無鉛焊錫能力，確認在電子工業領域中的地位。 

該評估方案由各種表面印製線路板、各類表面裝貼和插孔元件所組成，配合線路板的焊點測試可靠性評估。 

評估方案的包括：

 另外，可靠性測試服務則包括：PCBA完整性評估、X光成像、焊點拉力強度測試、熱機械老化、離子污染、染色分離、撞擊和震動，以及彎曲的疲勞老化。 

X光成像

對於球柵陣列組裝（BGA）和晶片級封裝（CSP）等封裝，X光檢查可能會發現在光學檢查下，難以發現的瑕疵和分裂，而這類失效也許會衝擊最終產品的可靠性。 

焊點拉力強度測試

良好焊點的強度，比不良焊點的強度大。焊點的橫截面可提供許多參考資料，例如：內在的裂紋和內在的空洞。小角度焊點的濕潤性較佳，而裂縫位置、破裂程度和傳播方向，都是判斷失效模式的重要證據。 

熱機械老化

在操作許多電子設備期間，內部積累的熱量導致焊接處的溫度增加，在一定溫度週期以後，焊點的強度將會下降。在熱量循環期間，熱量引伸係數（CTE）失諧主要來源是熱張力和強度，而利用加速壽命試驗方法的溫度循環，該中心的熱循環儀器可模仿焊點的老化結果。 

離子污染

在高濕度的情況下，助焊劑殘滓可能導致枝狀突起成長和漏出電流。離子污染測試乃根據電阻測量原則進行，而離子污染級別則由Omegameter SMD600報告內的顯微圖中，氯化鈉等效單位離子的級別來確定。 

染色分離

即使透過X光成像，也可能無法顯示BGA中的某些裂縫，故需要利用染色分離實驗來驗證。 

撞擊和震動

在整個產品週期，從運輸至終端用戶，焊點難免面對撞擊和震動，透過震動系統作出不同的震動（例如：正弦震動、任意）和衝擊（例如：半正弦、三角）動作，可確保焊點符合不同的標準要求，所採用的震動測試標準為MIL-STD-810F Method 514.5。在測試期間，Z軸上的震動級別將按2.0grms震動，並每小時增加2.0grms，直至20.0grms或所有零件失靈為止。 

彎曲的疲勞老化

PCB產品彎曲的其中一個原因，可能是鍵區擁擠。彎曲的測試器包括一點能移動的，以及二點砧骨的結構，總位移和頻率都可編程，並會記錄故障的次數。 

有關綠色電子製造詳情，請瀏覽先進電子工藝中心網址：

http://www.hkpc.org/html/tch/centres_of_excellence/aept_centre。

個案分析：信利半導體有限公司 

信利半導體有限公司（信利半導體）為信利集團屬下的全資附屬公司，自一九九一年成立以來，致力為平面顯示器製造及技術提供解決方案，廠房設於內地廣東省汕尾市，產品包括：TN、STN、FSTN、DSTN、CSTN和TFT等液晶體顯示器（LCD），以及OLED、專用功能顯示器與組件。 

自一九九八年起，日本及歐美各國已基於環保因素，提倡減少或禁止使用鉛錫焊料；其中，歐盟針對電器及電子設備，將於二零零六年七月一日起實施《有害物質限制條例（Restriction of Hazardous Substances / RoHS）》（2002/95/EC），全面嚴格限制鉛等六種有害物質的使用。 

信利半導體副總經理張榮祥先生指出，因應客戶對環保的要求，信利半導體遂於二零零三年起，在先進電子工藝中的協助下，踏出發展無鉛焊錫技術的第一步，並於二零零五年七月首次正式付運無鉛產品，而客戶的產品亦已順利進入日本和歐盟市場。 

在採納無鉛焊錫技術的同時，信利半導體在選擇供應商時會更謹慎，以認可的測試報告為依據，並不時進行抽檢，確保所採購的原材料符合環保規定。張先生表示，來自供應鏈下游的客戶，亦給予信利半導體不少壓力，必須盡量在相同的價格水平，而且不影響最終產品性能之下，提供符合日本和歐盟市場要求的無鉛電子零件。 

以傳統電子零件為基礎，發展全新的無鉛電子零件，一般需時三個月至兩年，實際視乎零部件複雜性而定；所以，現時距離RoHS實施的期限只有不足兩個月，進入歐盟市場的廠商應該已準備就緒。 

事實上，早於二零零二年已陸續有客戶，要求信利半導體對無鉛產品作支援，提供無鉛電子零件。張先生認為，近年客戶對無鉛焊錫技術的關注愈來愈深入，由最初關心無鉛焊料對焊接工藝的影響，至目前已考慮到無鉛焊錫技術對最終產品性能的影響。

信利半導體於二零零五年七月首次正式付運無鉛產品，而客戶的產品亦已順利進入日本和歐盟市場

早於二零零二年已陸續有客戶，要求信利半導體對無鉛產品作支援



文章來源：《電子工業》2006年第3期

感謝香港生產力促進局信息策略部提供

網站： http://www.hkpcpublication.org

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