Перспективы внедрения бессвинцовой технологии

Перспективы внедрения бессвинцовой технологии пайки

Несмотря на активное внедрение в промышленность бессвинцовой технологии, не все выглядит так радужно, как хотелось бы.
Вполне очевидно, что наряду с положительным эффектом внедрения бессвинцовых технологий будет присутствовать и отрицательный результирующий обусловленный необходимостью применения энергоемких материалов и процессов, требуемых для изготовления и перехода на бессвинцовые материалы. И несмотря на то, что долгосрочные перспективы воздействия директив ограничивающих использование свинца и других вредных веществ на окружающую среду (иными словами внедрение бессвинцовой технологии) призвано оказать положительный результат. Но поначалу как бы то ни было придется столкнуться с трудностями, создающими техническую проблему обеспечения надежности и конкурентноспособности электронных сборок печатных плат. Как было рассмотрено ранее — на данный момент не существует простой замены сплаву олово-свинец (Sn-Pb), точно так же как и не имеется единого мнения по поводу промышленного применения однокомпонентного припоя. Наиболее перспективные бессвинцовые сплавы имеют уступают традиционным свинцовым в стоимости исходных материалов, меньшей надежности и еще не до конца изученными физическими свойствами и взаимодействием с различными материалами электронных сборок. Точно так же как и припоям на основе олова и свинца пришлось пройти многочисленные испытания, прежде чем были разработаны оптимальные условия для пайки. Все точно то же самое предстоит пройти при внедрении бессвинцовых технологий. Новым бессвинцовым припоям предстоит пройти тщательное исследование на предмет определения ключевых характеристик процесса, его использования и надежности. Поскольку система взглядов и понятий для характеристики припоев и надежности отрабатывалась в течение векового применения припоя из Sn и Pb, то цикл развития для бессвинцового припоя должен быть существенным образом рационализирован. С другой стороны, быстрый переход на бессвинцовый припой несет с собой риски в отношении эффективности нового процесса и его контроля, а также долгосрочной надежности конечной продукции. Эти риски потребуют непрерывных проверок выбранных сплавов для припоя, использованных поверхностных покрытий, условий выполнения пайки, совместимости материалов (печатных плат, корпуса интегральных схем и т.п.), изменения требований к объему припоя для достижения прочности паяного соединения и даже замены некоторого используемого оборудования.
Поскольку практически все бессвинцовые сплавы имеют повышенную температуру плавления, то требуемая для этого дополнительная энергия приводит к повышению затрат на использование бессвинцовой пайки.
Кроме того, поскольку основанные на свинце припои будут продолжать использоваться согласно директиве RoHS до 2010 г., то другой вероятной причиной неполадок может стать случайное использование бессвинцового припоя с корпусами, содержащими свинец, или припоя на основе свинца с не содержащими свинец корпусами. Хотя и существует некоторая совместимость предыдущих версий с последующими и наоборот в отношении припоев, корпусов и поверхностных покрытий, существуют все же и определенные трудности. Некоторые корпуса, предназначенные к использованию с применением свинца, не смогут вынести повышенных температур пайки бессвинцовыми припоями. В случае бессвинцовой платы с матрицей шариковых выводов (BGA), которая паяется припоем со свинцом, или наоборот, уже известно, что это приведет к отрицательному влиянию на результирующую надежность паяных соединений с применением главного кандидата на замену содержащего свинец припоя. Увеличение предела прочности на растяжение наряду с ростом хрупкости обычно проявляется в системе олово-серебро-медь — главном кандидате на замену.
Китай, Япония и Корея выдвинули законодательные инициативы, которые принимают форму, аналогичную инициативе Евросоюза, а именно директивам WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) и RoHS (Restriction of Hazardous Substances). То же самое относится к нескольким штатам США. И от того факта, что бессвинцовая пайка будет основной технологией всех будущих межсоединений в электронике, уже никуда не уйти.