在電子產(chǎn)品中，隨著劇增的小型、輕型、薄型和高性能元器件使用量，組裝技術(shù)的地位正日臻重要，組裝材料與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系也日益密切。
從1995年起，組裝襯底材料專(zhuān)用的清洗劑氟里昂和三氯乙醚會(huì)破壞地球的臭氧層，國(guó)際上就實(shí)行禁用。另外，在組裝工藝中焊接用的鉛(Pb)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)、樹(shù)脂系列布線(xiàn)板等組裝材料都面臨環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。某種意義上說(shuō)，在組裝材料與環(huán)境保護(hù)具體選擇的實(shí)施過(guò)程中，環(huán)保在企業(yè)管理中的措施，會(huì)增加企業(yè)負(fù)擔(dān)，因此帶有一定的強(qiáng)制性。以Sn-Pb焊接為基礎(chǔ)形成的細(xì)間距QFP為例，它的一次性回流(re-flow)技術(shù)是組裝工程技術(shù)人員幾經(jīng)努力完成的。現(xiàn)要將它改換成無(wú)Pb焊接時(shí)，對(duì)新的焊接材料的組成與評(píng)價(jià)、工藝及可靠性等許多工作則需要從頭開(kāi)始。
與無(wú)鉛化焊接相對(duì)應(yīng)的對(duì)策包括以下二個(gè)方面：

• 無(wú)鉛焊接的開(kāi)發(fā)替代焊接劑；
  
• 新的組裝技術(shù)即無(wú)鉛焊接工藝與設(shè)備的開(kāi)發(fā)了替代焊接劑。

這一切意味著重新評(píng)價(jià)原有的連接技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的連接技術(shù)。
新的組裝材料與技術(shù)的開(kāi)發(fā)

氟里昂使用的全面廢除

組裝用的布線(xiàn)板的清洗劑CFC(氟里昂)和三氯乙醚，均會(huì)造成對(duì)臭氧層的破壞，引起地球變暖。國(guó)際社會(huì)從1989年起限制使用，在1995年禁止使用?！睹沙掷麪柟sCFC協(xié)議條款》規(guī)定發(fā)展中國(guó)家必須在2005年之前全部完成CFC的淘汰工作，屆時(shí)凡使用CFC作清潔溶劑的電子產(chǎn)品，一律禁止使用或出口。美國(guó)還對(duì)含CFC或用CFC處理過(guò)的電子產(chǎn)品進(jìn)口征收特別關(guān)稅。組裝技術(shù)中全面廢除使用氟里昂，從改變清洗方式和免清洗二個(gè)思路展開(kāi)。
發(fā)達(dá)國(guó)家在PCB等相關(guān)行業(yè)實(shí)施的CFC替代方案中，目前的代用試劑為HCFC（協(xié)議規(guī)定的過(guò)渡化合物）、HFC(氫氟碳化合物)、PFC(全氟甲硼烷)、IPA(異丙醇)、丙醇和乙酸已脂等。按照國(guó)際公約規(guī)定，HCFC可用至2020年，這意味著原用CFC的清洗設(shè)備還可使用相當(dāng)一段時(shí)期。然而，新的研究又表明，PCFC和HFC雖對(duì)臭氧層破壞較小，但都有溫室效應(yīng)，尤其PCFC為CO2的1000倍。1997年底在日本召開(kāi)的防止地球變暖的國(guó)際會(huì)議上又對(duì)它們提出質(zhì)疑，因此目前它們的再替代產(chǎn)品即第三代CFC又在迅速開(kāi)發(fā)中。

無(wú)鉛焊接提上日程

電子組裝除清洗劑帶來(lái)的污染外，還有鉛、銅、錫等重金屬帶來(lái)的污染。眾所周知，Sn-Pb瞬時(shí)易焊性好且質(zhì)量有保證。容易滿(mǎn)足元器件的電、機(jī)械持性和可靠性要求。從射流焊轉(zhuǎn)為回流焊，工藝更為簡(jiǎn)便。但由于錫、鉛均為重金屬，迫切需要對(duì)這一焊接的重新評(píng)價(jià)。在歐美國(guó)家，對(duì)電子工業(yè)焊接用Pb的限制及用量相關(guān)征稅已經(jīng)啟動(dòng)。日本在1994年就出臺(tái)重新分析和評(píng)價(jià)河流的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)Pb含量要控制在0．01mg／l以下。日本汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)提出到2000年汽車(chē)的排鉛量要降至目前的一半。在這一背景下，世界各國(guó)的無(wú)鉛焊接和無(wú)焊劑連接技術(shù)的開(kāi)發(fā)十分活躍。
人們希望開(kāi)發(fā)能采用原有的設(shè)備與工藝的新的無(wú)鉛焊接技術(shù)。它的具體要求是：1)材料成本低；2)具有與Sn-Pb共晶相近的融點(diǎn)；3)電特性、機(jī)械特性和化學(xué)特性?xún)?yōu)良；4)與現(xiàn)有的工藝與設(shè)備相兼容；5)適用于目前的組裝焊接；6)可適用于精細(xì)圖形。但遺憾的是至今還沒(méi)有找到能完全滿(mǎn)足以上要求的無(wú)鉛替代品。
目前對(duì)以Sn為基礎(chǔ)加Ag(銀)、Cu(銅)、Bi(鉍)、Zn(鋅)等合金的開(kāi)發(fā)十分活躍。Sn-Ag合金中融點(diǎn)和成本偏高，但耐熱且可靠性高，已在歐洲的移動(dòng)電話(huà)和日本的電視機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備中開(kāi)始試用。而Sn-Zn，由于Zn易氧化，回流須在N2氣氛中，要在大氣中實(shí)用化還有一段過(guò)程?？偠灾跍p少鉛污染的同時(shí)，還要考慮組裝對(duì)窄間距的要求，又要避免使用CFC等。無(wú)論材料與技術(shù)上都還有許多問(wèn)題需要解決。

無(wú)焊劑連接技術(shù)的開(kāi)發(fā)

由于元器件日趨小型化和窄間距化，熔化焊接的極限已擺在面前。而為了維護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，焊接的無(wú)鉛化十分迫切。在這些因素的推動(dòng)下，無(wú)焊劑連接技術(shù)的開(kāi)發(fā)被提上日程。
其實(shí)，IC芯片的引線(xiàn)鍵合就是一種無(wú)焊劑的連接技術(shù)，如超聲鍵合(利用鋁的塑性和超聲振動(dòng)劈刀，將鋁引線(xiàn)鍵壓于芯片和管殼的焊盤(pán)上)和熱壓焊(利用高溫熔化并加壓的焊接方法，將金絲引線(xiàn)鍵壓于芯片和管殼的焊盤(pán)上)等。原來(lái)，它們只限于特殊部件的組裝，但現(xiàn)在已開(kāi)發(fā)出將IC連接到面線(xiàn)板的電極上的各種超微連接方法。
采用導(dǎo)電膠(Ag、Cu等)可將帶有鍍金焊點(diǎn)或金絲焊球的IC芯片直接連接到基板電極上，在元件與基板之間填充絕緣樹(shù)脂，以緩和二者的膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生熱應(yīng)力。保證組裝的可靠性。這一技術(shù)已在液晶顯示器和移動(dòng)電話(huà)的IC芯片組裝中使用。最近報(bào)道，小于50mm的細(xì)間距連接也已實(shí)用化。這些方法的今后課題是降低接觸電阻的擴(kuò)大組裝的適用范圍。在環(huán)境保護(hù)向電子組裝業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)前，無(wú)焊劑連接因不需要清洗并使工藝簡(jiǎn)化而越來(lái)越受到重視。

控制VOC的使用與排放

控制VOC的使用與排放的總對(duì)策分為以下幾個(gè)方面：使VOC的使用在封閉或可回收的系統(tǒng)中進(jìn)行；開(kāi)發(fā)水熔性焊劑，焊膠和無(wú)熔劑樹(shù)脂等、減少VOC的用量；采用界面活性劑代替有機(jī)溶劑等等?？偟膩?lái)說(shuō)，由于VOC品種多樣、性能各異，對(duì)它的控制研究還在開(kāi)始階段。

純表面組裝工藝流程

純表面組裝有單面表面組裝和雙面表面組裝

單面表面組裝工藝流程：施加焊膏→貼裝元器件→再流焊。
雙面表面組裝工藝流程

• A面施加焊膏→ 貼裝元器件→再流焊→ 翻轉(zhuǎn)PCB
• B面施加焊膏→貼裝元器件→再流焊。

表面組裝和插裝混裝工藝流程

• 單面混裝（SMD和THC都在同一面） A面施加焊膏→貼裝SMD →再流焊→A面插裝THC →B面波峰焊。
• 單面混裝（SMD和THC分別在PCB的兩面） B面施加貼裝膠→ 貼裝SMD→膠固化→翻轉(zhuǎn)PCB →A面插裝THC →B面波峰焊。
• 雙面混裝（THC在A面，A、B兩面都有SMD）A面施加焊膏→貼裝SMD →再流焊→翻轉(zhuǎn)PCB B面施加貼裝膠→貼裝SMD→ 膠固化→翻轉(zhuǎn)PCB→A面插裝THC→B面波峰焊。
• 雙面混裝（A、B兩面都有SMD和THC） A面施加焊膏→貼裝SMD→再流焊→翻轉(zhuǎn)PCB→B面施加貼裝膠→貼裝SMD→膠固化→翻轉(zhuǎn)PCB →A面插裝THC→B面波峰焊→B面插裝件后后附

選擇表面組裝工藝流程應(yīng)考慮的因素

選擇工藝流程主要根據(jù)印制板的組裝密度和本單位SMT生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備條件，當(dāng)SMT生產(chǎn)線(xiàn)具備再流焊、波峰焊兩種焊接設(shè)備的條件下，可作如下考慮：
盡量采用再流焊方式，因?yàn)樵倭骱副炔ǚ搴妇哂幸韵聝?yōu)越性；

1. 不像波峰焊那樣，要把元器件直接浸漬在熔融的焊料中，所以元器件受到的熱沖擊小。但由于再流焊加熱方法不同，有時(shí)會(huì)施加給器件較大的熱應(yīng)力。要求元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外封裝材料必須能夠承受再流焊溫度的熱沖擊。
2. 只需要在焊盤(pán)上施加焊料，并能控制焊料的施加量，減少了虛焊、橋接等焊接缺陷的產(chǎn)生，因此焊接質(zhì)量好，可靠性高；
3. 有自定位效應(yīng)（self alignment）—當(dāng)元器件貼放位置有一定偏離時(shí)，由于熔融焊料表面張力的作用，當(dāng)其全部焊端或引腳與相應(yīng)焊盤(pán)同時(shí)被潤(rùn)濕時(shí)，能在表面張力的作用下，自動(dòng)被拉回到近似目標(biāo)位置的現(xiàn)象；
4. 焊料中一般不會(huì)混入不純物，使用焊膏時(shí)，能正確地保證焊料的組分； e 可以采用局部加熱熱源，從而可在同一基板上，采用不同焊接工藝進(jìn)行焊接； f 工藝簡(jiǎn)單，修板的工作量極小。從而節(jié)省了人力、電力、材料。

在一般密度的混合組裝條件下，當(dāng)SMD和THC在PCB的同一面時(shí)，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面波峰焊工藝；當(dāng)THC在PCB的A面、SMD 在PCB的B面時(shí)，采用B面點(diǎn)膠、波峰焊工藝。

在高密度混合組裝條件下，當(dāng)沒(méi)有THC或只有及少量THC時(shí)，可采用雙面印刷焊膏、再流焊工藝，及少量THC采用后附的方法；當(dāng)A面有較多THC時(shí)，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面點(diǎn)貼、裝膠、波峰焊工藝。

注意：在印制板的同一面，禁止采用先再流焊SMD，后對(duì)THC進(jìn)行波峰焊的工藝流程。p>