关于绿色电子产品常识10个问答.doc

  关于绿色电子产品常识10个问答
2006-09-09 10:46:09    

关于绿色电子产品常识10个问答
1、什么是RoHS指令？
答：欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令(中文版)，全称是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electrical and Electronic Equipment,即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。

2、有害物质是指哪些？标准是多少？

答：在欧盟最早发布的RoHS指令中，一共列出六种有害物质，包括：铅Pb、镉Cd、汞Hg、六价铬Cr6+、多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB。其他有害物质可能会随着科技的发展而进一步补充进来。

　　在2005/618/EC中附件1中，对2002/95/EC质量的5.1条款进行了补充，限定了铅、汞、六价铬、多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB的质量百分比上限为0.1%(1000ppm)，镉的含量上限为0.01%(100ppm)。

3、什么是绿色产品？

答：一般意义上，把符合欧盟RoHS指令要求的产品称为绿色产品。在此之前，先有过无铅产品(Pb-Free)，主要是针对电子元器件的引脚及焊接工艺而言的。而绿色产品的概念则涵盖了所有交付最终用户的产品的每一部分都能够符合RoHS指令的要求。即产品所使用的零部件， PCBA，外壳，组装用的紧固件，外包装等都能够达到要求。

4、RoHS指令影响如何？

答：RoHS指令在全球都引起了强烈反响，特别是电子产品制造业。美日韩等国家也相继出台了类似指令。中国于2006年2月28日正式出台了《电子信息产品污染防治管理办法》，将于2007年3月1日起实施。针对越来越临近的RoHS实施日期，在制造业内引起了产品绿色化热潮。

　　在制造业中从电子产品的原材料采供，零部件制造，产品组装到成品包装都受到了该指令的影响。除了目前豁免的部分产品外，其它最终销售到相关国家的产品，产品自身及其包装都必须符合该指令的要求。

5、IC芯片中，主要的影响产品不符合RoHS要求的因素有哪些？如何防止？

答：这个要从IC产品的生产过程及使用环节两个方面。

　　首先是芯片制造过程。一个集成电路芯片是通过将实现功能的一个或多个硅晶粒用金属引线连接到作为支撑使用的引线框架上，然后通过树脂材料密封保护而形成的。其核心功能部件是硅晶体芯片，又称为晶粒，除非有特殊用途，正常产品中各种有害物质的含量均可满足该指令的要求。另一个部件是对外的引脚，即引线框架。其主要的成分是铜。但是我们看到的封装完成的IC，在铜引线的外面，覆盖有一层镀层。对于普通产品，使用铅锡合金，这是铅的主要来源，而对于无铅产品或绿色产品，则大多采用高纯锡电镀，消除了铅的来源。晶粒通过导电胶或者金属共经粘接到作为支撑作用的引线框架上，然后用金属丝将晶粒上的焊点与框架上的引脚连接起来，实现芯片的外部功能。用作粘合晶粒到引线框架基板上的导电胶，其主要组分是环氧树脂和银粉。连接用的键合线是高纯度的金丝。这两种材料一方面是用量甚微，另一方面，本身都属于高纯队材料。最后一种材料也就是我们所看到的黑色塑胶体，除了环氧树脂外，添加有增塑剂和阻燃剂。RoHS指令中所限制的两种有机物及可能包含在其中。因此可以看出，只要选用的材料合适，能够彻底杜绝不符合产品的出现。

　　芯片制造完成后，最终会通过焊接的方式应用到各种不同的印制板上。普通产品在焊接过程中使用的是含铅的焊锡丝或焊锡膏，而对于无铅产品或绿色产品，则需要使用专用的无铅材料。对于一个既有普通产品，又有绿色产品的生产厂商来说，防止制造过程的交叉污染最为重要，所使用的各种物料都必须严格分开，如吸笔，镊子，电烙铁，焊丝，焊膏，焊接设备上的夹具等等。另外为了便于客户的使用，我们的产品除了在产品型号本身的标示之外，同时对于包装箱，包装盒，都使用了明显的标示，以提醒用户注意分开保存和使用。

6、IC产品的RoHS测试如何进行？

答：根据RoHS指令要求，如何对整机产品进行科学合理的拆分归类，使检测费用降至最低也是一大学问，通常主要分为金属材质、塑料材质和其它材质，金属材质只需要做重金属检测（铅、汞、镉、六价铬），塑料材质需要做规定的六项（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚），其它材质只需做重金属测试。

　　IC产品的RoHS检测一般有两种不同的检测方式。一种是针对无铅管脚的检验和封装体的检验分开进行。另一种是将整个IC作为一个不可机械分割的整体进行检测。前一种检测方式一般适用于IC封装厂商在做无铅工艺的新工艺导入认证或无铅电镀材料的工艺验证过程；后者则适合于IC供应商或者IC的使用者对货品进行检验。

　　由于在RoHS指令中没有明确的检验方法要求，一般上述两个方法可自行选用。

7、IC产品如何保证产品符合RoHS要求？

答：作为任何产品的质量保证，过程保证永远是根本的方法。因此对于IC产品，也是从源头着手，要求所使用的原料都符合RoHS的要求，这样才能够保证产品的符合性。

　　由于产品的制造过程中存在有异常的可能性，因此需要跟供应商进行合作，周期性的对来料进行检查，对原料的生产过程也进行控制，才能够长期持续的保证产品的符合性。这一点，我公司已经与供应商达成一致，从制造的每个环节进行监控，同时辅助以周期性的现场审验，产品抽检等管理措施以提供可靠的绿色产品。

8、RoHS检验报告的有效期如何？

答：就检验报告本身来说，检验机构只是对供应商所提供的样品中，供应商所要求分析的项目的结果负责。检验报告本身不对未检验的产品作任何保证。因此检验报告对于所检验的样本的检验项目是长期真实有效的，不存在有效期的问题。

　　如果客户要通过样品的抽样检验获取对所使用的产品的信心，就需要对供应商进行综合考察，评估其生产制造能力是否足以提供质量稳定的产品。如果供应商缺乏这个能力，则需要增大样本量和检验频度，及时发现产品问题。

9、IC绿色产品相对于普通产品，在使用上有何不同？

答：IC 绿色产品对生产工艺的最大影响是无铅电镀所带来的，对于目前大部分厂商所使用的高纯锡(Matt Sn)，其影响是回流焊过程的峰值温度和持续时间的增加，导致塑封IC在回流焊过程中，可能因为局部高温出现塑封胶体破裂的问题，也可能导致内部焊接丝因胶体剧烈膨胀而断裂。这样会导致焊接的不良率提升。如果回流焊的温度曲线设置不合适，也会带来焊接不良的问题。这一点对于QFN及BGA一类的封装形式，问题更加明显。因此使用者一定要对此类产品的焊接工艺(不同的焊膏组分的温度时间设置)进行仔细调节，以确保焊接的质量和效率。

10、IC绿色产品的可靠性如何评估？

答：IC产品在绿色化的过程中，也带来了一些可靠性方面的问题。对于塑封IC产品来说，主要是IC的潮湿敏感度等级发生变化，其影响是引脚的无铅工艺所带来的。首先是产品在焊接过程中的高温所带来的热问题，IC各个组成部分的热膨胀不匹配，在回流焊过程中所导致的机械损伤，表现在塑封体和内部引线的牢固程度等。第二个问题是无铅焊点的长期使用中比普通含铅焊点更容易遭到环境中水汽等的腐蚀；第三点是针对细间距多引脚的封装，高纯锡的镀层在电化学作用下，会改变金属晶体的排布方式，生成锡须。这种锡须可能会导致引线间的短路，从而导致设备的损坏。

　　针对以上的问题，对绿色产品在可靠性评估过程中，除了常规产品的可靠性验证项目外，会增加对锡引脚及锡焊点的评估，如锡须生长试验或焊点推力拉力试验。与此同时，正常产品的环境试验中预处理部分，原有的回流焊处理温度曲线也相应的由有铅曲线改变为无铅焊接曲线，这一点可以参考JEDEC JSTD-020B的数据。对于无铅焊点表面的检查，也可以参考 IPC-A-610D中的描述。

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  漆包線針孔檢驗方法
2006-09-08 10:58:43    

漆包線針孔檢驗
一. 使用器材 :  直流源生器,水盆,剪刀.
二. 試驗原料 :  食鹽,酒精,酚酞,清水.
三. 測試條件 :
1. 測試環境溫度 :  一般條件使用溫度 : 20 ±15℃.
2. 測試環境濕度 :  一般條件使用濕度 : 65 ±20%.
3. 測試電流電壓 :  DC12V電流電壓一分鐘.
4. 溶液之配方比例 :  濃度為3%的酚酞酒精溶液加入到濃度為0.2%的食鹽水中,比例適中.                                                                          通電
  五. 測試原理 : 根據電解銅的原理,2CU+2H2O---->2CUO(紅色)+2H2↑,汽孔處呈紅色狀,即為針孔.
六. 取樣方式 : 導體直徑在0.06mm以下之規格,取樣1.5m長(約5-6圈),導體直徑在0.07mm以上之規格取樣6m長(約16-20圈).
七. 測試方法 : 將試料一端置于通負極電源之容器中,其余部分置于正極電源之溶液水盆中,並將線頭置于水盆外,汽孔處呈紅色狀即為針孔.
八. 品質要求 : 各類別漆包線針孔數標準如下 :

種類    E1W          PEW          UEW
0種   2個以下 2個以下   2個以下
1種   3個以下 3個以下   5個以下
2種   5個以下 5個以下   8個以下
3種 - - - - - - - - - - - -     12個以下
針孔測試溶液之配方比例 :
一. 使用器材 : 電子稱,天平,量杯.
二. 使用原料 : 食鹽,酚酞,清水,酒精(純度95%以上).
三. CNS原文引用 :“取導體直徑0.06mm以下之試片約1.5m長及導體直徑0.07mm以下之試片約6m長,以不變曲或不拉伸之狀態浸漬于已加入適量3%酚酞酒精溶液滴入0.2%食鹽水所成之水溶液中,以該溶液為正極而試片導體為負極,導以12V直流電壓1分鐘,檢查所發生之針孔數”.
四. 原文釋議 :
1.  3%酚酞酒精溶液,  即:    酚酞 : 酒精 = 3 : 97 ;
2.  0.2%食鹽水,  即:   食鹽 : 清水 = 2 : 998;  
3.  酚酞酒精溶液與食鹽水之配方比例適量;
五. 配方比例 :
1. 先用天平各量取酚酞12g , 食鹽6g , 分別裝入各自不同的PE袋中,數量多袋以備後用.
2. 將準備好的12g酚酞倒入塑料瓶中,然後加酒精(388g)至塑料瓶400g之標線上,搖拌至均勻狀態.
3. 將準備好的6g食鹽倒入水盆中,然後加清水(2994g)至水盆3000g之標線上.
最後用塑料量杯,量取配好之酚酞酒精溶液15ml倒入食鹽水中,攪拌均勻,使食鹽及酚酞酒精溶液至充分溶解狀態
磁芯gap的計算:
1. 計算空氣隙: lg'=0.4π*10^-8*Ae*Np^2/Lp-1/AL    cm
2. 計算磁通邊緣因素: F=1+lg'/Ae^0.5*ln(2G/lg')
3. 計算有效空氣隙(中柱): lg=lg'*F   cm

Ae: 磁芯截面積 cm2
Lp: 要求電感值  H
G: 磁芯窗口寬度 cm
ln: 自然對數