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无铅化浪潮席卷无源器件产业,成本和技术是难题

菜鸟
2005-11-16 20:44:00    评分
市场研究机构Paumanok Group的总裁Dennis M. Zogbi最近表示,无铅化运动正在全球范围内的无源器件领域盛行。由日本和欧洲开始,现在已传播到美国,并且迅速影响到整个元器件制造商、OEM和CEM厂商。现在流行在CEM和元器件供应商的一句话是“你们在元器件无铅化上做的怎样?” Zogbi解释说,无铅工艺的压力主要来自元件成本,因此对于无源器件制造商来说,迫切任务是如何转向无铅设计,同时继续保持在价格上仍然是具有竞争力。 据了解,虽然已经有制造商将有铅产品和无铅产品的价格差压缩在10%以内,但对于很多无源器件制造商来说,两者价格差高达50%以上。所以虽然无源器件厂商可提供无铅化产品供选择,但价格差仍使OEM倾向使用有铅产品。 欧洲市场需求推出无铅化浪潮 Zogbi介绍说,2003年全球总共消耗了大约600万吨铅,其中大约75%用于制造电池,大多数用于生产汽车蓄电池。每年为OEM汽车市场制造的铅酸电池数量达到5,500万只。另外有大约1,000万到2,000万只铅酸电池用于售后市场,以及大容量二级功率系统。 每年在全球范围内,大约有650万磅的铅用于无源器件产业,使用在元件端接匹配、引导线、电解引脚、电阻器铅架构以及作为陶瓷的添加剂,无源器件行业使用铅的占全球铅消费量的0.05%。 Zogbi表示,虽然较那些大量使用铅而未被强制执行无铅条例的的用户相比,无源器件厂商用量少但却要承担无铅条例似乎有些不公平,但欧洲和日本主要OEM的推动使无铅化浪潮正在席卷无源器件产业。 据介绍,1997年初,飞利浦公司就宣布对公司生产的所有消费电子产品采取“绿色行动”。2002年该公司通过了正式的危险物质限制条例(Restrictions on Hazardous Substances legislation)。按照条例规定, 2006年7月1日之后该公司要实现无铅化生产。 因此,Zogbi强调,如果制造商希望将产品打入欧洲市场,就必须依照EU环保条律,否则产品难以踏足欧洲。OEM必须确保在2006年7月之前,其供应商在生产中使用无铅方案。 据悉,虽然大多数无源器件制造商一直寻求如何规避无铅条例,而某些日本和欧洲无源器件厂商选择停止使用铅,并且现在已经成功的开发出无铅产品,他们在市场获得的优势在一定程度上补偿了向无铅工艺转化的费用。这对于无铅化运动无疑是一个推动。 无铅化工艺转化中技术问题显现 但Zogbi强调说,无铅化工艺转化过程中技术问题开始显现。无源器件制造商和板装配厂商正在对包含各种比例的锡、银,和铜焊料进行实验,这些无铅方案会带来各种潜在的缺陷。 首先是锡在替代铅的过程中出现问题。锡是铅的主要替代品,用于端接匹配部分。然而锡会形成类似胡须的毛状物,并且会互相接触,伸展到元器件外面。为解决这个问题,一些元器件供应商使用较小尺寸的粉末或者使用镍涂层作为障碍。但是这些并不能保证100%成功,而且一些在国防/航天领域的客户,包括美国政府机构抵制使用100%锡或者锡铋材料。 其次是无铅焊料选择面临难题。无铅焊料必须要求元件的端接匹配使用无铅原料,这是一个要点。另外,焊料也需要提供好的墨水弥散(ink dispersion)指标。同时,它当然也必须有很好的可焊性。最后,选择铅焊料替代品需要确信不违犯任何专利,并且不能自己有有毒性。 此外是,替代焊料的受热特性仍不理想。无源器件领域,铅焊料的替代品需要再217摄氏度以上的温度持续60到90秒,并能工作在最高260度高温下。这比传统的锡铅焊料需要的额定高峰温度增加了11%。这不仅对焊料的正常工作是个挑战,同时也对元器件的其他组成部分需要经受这样一定时间的高温考验。(易受损害的是那些有塑料部分的元器件,诸如直流薄膜电容器、片式熔断电阻的塑料部分或者聚合物PTC电热调节器。) Zogbi总结说,不管是否公平,是否抛弃长久使用的铅端接匹配、电线和焊料取决于厂家自己。但如果像飞利浦或者索尼等主要的客户表示,“你必须保证元器件中没有包含有毒金属,否则我们将选择其他合作伙伴。”那么无源器件制造商将很清楚自己的选择意味着什么。



关键词: 无铅     浪潮     席卷     无源器件     产业     成本     技术     难题    

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