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

　　在電子產(chǎn)業(yè)的每個(gè)領(lǐng)域——從消費電子、醫療設備、汽車(chē)電子到通信應用，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(zhù)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。另一方面，從應用的角度，客戶(hù)對互連供應商定制能力的要求也給后者形成很大壓力。在目前競爭越來(lái)越激烈的市場(chǎng)，能夠滿(mǎn)足所有定制互連需求的供應商比以往任何時(shí)候都受歡迎。本文將就以上這兩個(gè)角度分析當前互連產(chǎn)業(yè)面臨的問(wèn)題和相應的解決之道。歐盟的WEEE和RoHS指令推動(dòng)各國紛紛制訂禁止在電子設備中使用鉛、鎘、水銀、六價(jià)鉻、多溴苯酚(PBB)以及多溴二苯醚(PBDE)的法規，這兩項指令將從明年7月1日起在歐洲生效。把鉛從互連器件中“清除”出去是一項非常艱巨的工作，因為如果使用無(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217°C至219°C，比業(yè)內標準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。此外，采用新型無(wú)鉛合金所帶來(lái)的一項重大變化是濕潤力(wetting force)低于較錫鉛合金。熔化的焊料和焊接表面的濕潤特性決定著(zhù)焊料覆蓋焊盤(pán)和引線(xiàn)的情況，并決定著(zhù)焊點(diǎn)的形狀。無(wú)鉛焊料的濕潤力不如錫鉛焊料強，這將給制造商帶來(lái)更多制程上的問(wèn)題，因為錫鉛工藝的要求比無(wú)鉛工藝要寬松。

　　無(wú)鉛化對于連接器產(chǎn)業(yè)的影響

　　鉛最常用于端子的電鍍或者是多數無(wú)源電子元器件的連接端之中，此外有些器件也在其內部構成中使用鉛。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(xiàn)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)將被迫改變許多連接器中所用的樹(shù)脂材料。

　　在多數情況下，連接器中絕熱保護所使用的樹(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，受到直流道、橫流道和澆口的模具內部的設計影響。業(yè)內人士暗示，新型成型鑄模將必須面對這些情況，而為了應對這些情況，連接器產(chǎn)業(yè)可能面臨總計達1,000萬(wàn)美元以上的投資，最高甚至可能高達5億美元。

　　不過(guò)對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)對成本的影響就會(huì )非常明顯。最近接受采訪(fǎng)的制造商指出，采用無(wú)鉛工藝所要求的新型合金對觸點(diǎn)進(jìn)行電鍍不會(huì )帶來(lái)附加成本，但是卻需要對現有的卷帶式

　　電鍍線(xiàn)進(jìn)行改造或者購買(mǎi)新式的卷帶式電鍍線(xiàn)，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。對于僅購買(mǎi)這類(lèi)高端連接器的廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，價(jià)格可能不會(huì )提高。另一方面，消費電子所采用的通用類(lèi)產(chǎn)品線(xiàn)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)鉛工藝轉變的影響，因為它們已經(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)品也相對不受這種轉變的影響。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。