无铅制程技术岗位培训.doc

无铅制程技术岗位培训 级 别: C级C级 培训大纲:1. 无铅制程培训的目的 2. 铅的用量及对人体的危害性 3. 各地區對無鉛焊錫的需求4. 积极禁铅及无铅的范围 5. 无铅制程导入的目的 6. 无铅的定义 7. 无铅制程的特点 8. 有铅与无铅制程的差异 9. 无铅制程导入计划 10. 无铅制程导入目标 11. 无铅制程试产前准备工作 12. 无铅制程关系到的范围 13. 无铅制程导入基本架构图 14. 无铅制程导入小组讨论内容 15. 无铅制程的管理规划 16. 无铅DIP区域的划分 17. 无铅的波焊及氮气的影响 18. 无铅产品文件管制 19. 超越的经营宗旨-不求最全，只求最好 20. 超越是最好经营SMT专业设备供应商起 草: 日 期: 01 核 对: 日 期:1. 无铅制程培训的目的目 的: 能让所有工作人员认识到铅对人体的危害性.范 围: 适用于所有制造有关到铅的行业2. 铅的用量及对人体的危害性 1). 铅的用量: 各种行业使用铅的历史已有千年以上,目前全球之年用量约在500万吨左右,其中81%是用于蓄电池,其次是氧化铅白色涂料与武器,两者用途也约在10%左右,是大家用铅的三种去处.其实真正用在电子产品之焊接工业者,也只不过是0.49%而已,但由于其散布范围太广,而且非常不易回收与再利用,是故所造成的污染危害则不能不算严重! 2). 铅对人体及危害性 铅是一种有毒的重金属，人体过量吸收铅会引起中毒，吸入低量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响，铅化合物很容易渗入地下水,将成为饮用水的潜在危机.以日本为例,其环保法规中即要求地下水的铅不可超过0.3ppm(0.3mg/l),至于美国更在其EPA (Environmental Protection Agency美国环保署) CFR(Center for Future Research 未来研究中心) 141中,规定饮用水的铅含量更严格到上限只有15 ppb(0.015mg/l)的微量.如再按美国环保署EPA40 CFR261中TCLP毒物溶出之试验时,铅的最高溶出量只能分析到5mg/l,而一般电子产品各种焊点中的含铅,废弃后在自然界的流失量(Leaching out),即高出上述溶出试验的数百倍之多,如此危险能不令人戒慎恐惧小心翼翼.為什麼有鉛物料對社會造成影響?堆填區內被廢棄的PCBs 不斷增加3. 各地區對無鉛焊錫的需求 歐洲- Electric and Electronic Equipment (WEEE) Draft Directive 2006 年7 月，在歐洲地區禁止輸入或製造含鉛電子產品。 北美有關使用無鉛物料的活動增加，主要是受全球電子市場競爭影響。 亞洲(日本外) 受日本國際企業如Sony 的影響。 日本對無鉛電子組裝的推動力最大已在2003 年本土的無鉛電子產品生產 90%外地生產線無鉛計劃仍不是太清晰 日本電子情報技術產業協會(Japanese Electronics Industry andTechnology Association) 進行制定無鉛工藝標準及更新無鉛技術方向建議Sn Ag Cu研究Sn/Zn/Bi PDFSprite4. 积极禁铅及无铅的范围 无铅焊料(Lead Free Solder)不但专利与配方极多,令人不知所踪,而且焊接过程之温度递增(平均比现行锡铅者至少增加30以上),对电路板与各种元件都带来了莫大的冲击与伤害;更有甚者是焊点之完工品质与后续可靠度均大幅劣化衰弱,故业界长期流行著一种”Lead Free is lie”的说法.然而在2003.02.13欧盟(EC共13个国家,并另有10国在04年中正式加入)竟然通过了无铅之正式文件,使得千般不是的”无铅焊接”在强大政治压力下,已不存在任何抗拒的空间,而成为必须落实执行的政策.一向嗤之以鼻的不屑,如今居然成了”Lead Free is a Low!”钢铁一般的法律,于是业界只好从原本鄙视与排斥的态势中,一转而为不甘心又不得不接受的事实. 铅常以杂质的角色存在于锡或其他金属中,其重量比每低于0.1%wt,于是用锡去配制各种无铅焊料(Solder)时,其中就自然含有了这种微量的铅了.此种极少量之杂质,很难用一般冶金技术将之完全去除,只要铅的重量比0.2%的目标,就可以了. 全球电子业将于2006年7月1日起全面禁铅,以下五种电子业领域即为无铅焊接所涵盖的范围: 1) 表面贴焊或重工熔焊所使用的锡膏(Solder paste) 2) 电路板面的可焊处理层(Solderable coating) 3) 零件脚或焊盘之处理(BGA球脚亦须整体无铅) 4) 波焊(Wave Soldering)的焊料 5) 元件内部各种互连点5 无铅制程导入的目的 因欧盟立法RoHs自2006年7月1日起禁止使用:镉、六价铬、铅、汞、PBB(多溴联苯)和PBDE(多溴二苯醚),铅是仅有的RoHs受限物质,截至2006年7月所有电子产品和封装材料将消除铅元素.我公司为适应这个大市场的需求及符合ISO1400环境管理体系,根据其实际状况,推展无铅制程技术并迅速导入量产化,以适应客户的需求.6. 无铅的定义 目前世界上较为知名的组织对于无铅的定义各有分歧,但是这些都不影响对于无铅发展的努力.以目前几个代表性组织的无铅焊锡定义,它们的水准如下: JEDEC(Joint Electronic Device Engineering Conical) 02% Pb JEIDA(Japanese Electronic Industry Development Association) 01% Pb EUELVD(EU End of Life Vehicles Directive) 01% Pb 从大处着眼,虽然无铅的定义在数值上有差异,但是可以看得出来这样的定义其实主要的目的是希望不要在产品中刻意加入铅金属的作业,因此在无铅的精神上其实是一致的.7. 无铅制程的特点 1) 製程專用性 员工的认识性: 让员工接受无铅培训,知道对无铅生产的重要性并对员工培训结果做好记录并考核,达到无铅生产员工凭发无铅上岗证或无铅标示.材料的专用性: 材料厂商承认书，无铅来料要贴上公司无铅标示并使用專门倉库或用专门的货架并将无铅材料划分区域.生產线的专用性: 要有明显的无铅标示区分区域,不能同有铅共用生产线.治具/工具的专用性: 决不能与有铅的治具/工具相并用,因为电子元件脚直接就跟铅有关联.机器的专用性: 机器不但要与有铅区分开,还要能达到生产无铅的要求.文件制程专用性: 在文件上必须标注有明显的无铅生产制程管制标示，并将所有参数都在其文件管制范围之下.2) 製程管制性-要有明显的標識区分8. 有铅与无铅制程的差异1) 较高的制程温度,更小的制程限制,同体积的焊料重量减少12%,焊料的润湿性2) 材料: 要制订无铅原材料标示并给原材料进行编号.(比如:无铅产品上使用的原材料新料号都以“P”结尾)3) 設備/治/工具: 无铅产品生产设备及材料及材料加工设备，工/治具需符合无铅生产规定.4) 維修方法: 维修区需要作区域划分并作标识，所使用的材料，设备及工具需作无铅标识。5) 管製方法: 要制订无铅管制体制,实行措施等.6) 人員訓練: 从事无铅产品生产的人员需经过无铅制程基础培训9 无铅制程导入计划项 次策略/工作计划负责人衡量标准1研究工厂推展计划找出推展途径并制定无铅制程导入计划,进行导入准备工作无铅专案组工作计划时程表(完成率)2全厂召集各部门举办无铅制程导入计划说明会无铅专案组无铅制程导入注意事项说明(完成率)3装机完成后选定无铅锡膏及使用无铅电子元件作第一次试产无铅专案组制程参数(试产报告书)4使用无铅锡膏锡条选定适合的产品对全部元件进行第二次试产无铅专案组制程参数(试产报告书)5无铅制程导入SMT阶段成果发表无铅专案组Lead free 制程发表会6使用无铅板材及无铅元件进行第三次DIP阶段试产及第四次全制程试产无铅专案组制程参数(试产报告书)7无铅制程牵涉到文件修改无铅专案组文件制作修改/作废申请8接受客户定单进行无铅制程量产无铅专案组品质报表10. 无铅制程导入目标1. Lead-free制程阶段性试产成功2. 文件修改完成3. 客户承认Lead-free制程完整4. 能导入量产5. 由试产及量产提升制程能力11. 无铅制程试产前准备工作1. 与客户及工程确认试产之锡膏类型2. 收集无铅制程Reflow Profile及Wave Solder设定温度规范3. 锡膏技术资料准备4. 试产锡膏样品准备并确定试用型号及合金成份5. 锡膏厂商承认书准备6. 试产线确定及Reflow Profile及Wave Solder温度初步调试确定7. 维修用烙铁头/锡丝及Rework Station确定12. 无铅制程关系到的范围componentsPWBsSolder alloyfluxhandlingprintingpurchasingEngineeringMaintenanceQualityreflowwavereworkmaintenancecleaninginspection13. 无铅制程导入基本架构图专案总负责人SMT工程DIP工程制 造品 管物 料1.新产品无铅锡膏导入.2.制程分析.3.资料收集.4.试产总结与报告1.机器参数之设定.2.温度量测.3.无铅锡条的更换.4.新产品PCBA的生产与区分1.新产品PCBA的生产与区分.2.生产作业问题的及时反馈.1.新产品生产之检验.2.不良信息之反馈.3.生产资料的记录.1.物料管理.2.材料调动.3.产品入库.4.生产排程14. 无铅制程导入小组讨论内容1. 材料采购/料号/储存/使用2. 生产用料使用/管制/识别3. WIP/半成品/成品区分识别4. 设备/产线/区域/储存标识5. 制程/钢网.参数差异6. 耗材,工具使用/识别7. WI及检验规范确定8. 程序文件修改重点9. 人员培训/认证/识别15. 无铅制程的管理规划 1) 制订 2) 制订 要制订无铅原材料与有铅区分开来,无铅料号后以“P”结尾,有铅料号则无” P”结尾. 3) 制订Pb-FreePb-Free贴纸规格(绿色底,白色字体)35mm15mmPb-Free区域专用Pb-Free贴纸规格(绿色底,白色字体) a. 对无铅制程中所有物料由专人管制,无铅物料的储存区域与有铅物料分开,依对所有物料编写料号,包装表面贴上公司统一的”Pb-Free”贴纸,(如下图):b. 用绿色斑马线规划无铅专用区域.以” Pb-Free”专用区域标示.(如下图):c. 制造及维修1. 从SMT.DIP及Packing例出一条无铅专用生产线,线头用”Line Pb-Free”标识,用绿色班马线规划无铅区域.Line Pb-FreePb-Free贴纸规格(绿色底,白色字体)2. 无铅制程使用之工具(如:烙铁头等)及材料(如:锡丝、锡膏等)应与有铅或储存工具的容器上贴” Pb-Free”贴纸以示区分.d. 应定期对DIP波峰焊槽内无铅的铅含量抽样检查,若超标应换锡,使其达到标准(含铅标准根据客户要求制定).电子产品中无铅焊料定义是:Pb1000ppm e. 完全无铅化时期:无铅焊料(锡膏、锡丝、锡棒、助焊剂)+无铅零件.严格控制无铅材料的铅含量,符合客户要求的标准,且制定本公司的铅含量标准,为客户提供合格产品.f. 有铅物料彻底从产线移开.所有设备清洁(如:锡渣,机器内散料等).SMT印刷刮刀擦拭纸更换,DIP波峰焊锡槽更换为无铅锡槽.DIP线规划DIP车间焊锡渣标示无铅焊锡渣标示有铅焊锡渣标示16. 无铅DIP区域的划分 无铅制程治工具标示无铅制程治工具标示有铅制程工具标示无铅制程工具柜标示DIP物料室DIP物料室规划无铅锡棒放置区规划无铅制程PACKING线维修区零件放置区规划维修区无铅零件放置区 维修区有铅零件放置区 维修工作区域规划17. 无铅的波焊及氮气的影响 无铅焊料之波峰比起熔焊来还要麻烦,若仍以Sn Ag Cu之焊料而言.其机组中的锡池平均温度,须增高50而约在250260左右:至于焊接瞬间的波峰温度则更将高达280以上(约36秒),且预热时间亦需加长,以减少高温的热冲击.如此之热量大增下.所带来的负面效果自必极多,现就温度曲线及成份进行分析如下:无铅成份及杂质规格ComponentWt.%(range or max levelSnRemAg3.0 0.2Cu0.5 0.1Pb0.2 or 0.1Bi0.2 or 0.1Sb0.2 or 0.1Zn0.001Al0.001As0.030Cd0.001Fe0.02Ni0.01氮气的影响:1） 降低锡渣量，节省焊料成本及处理锡渣带来的人工费用。2） 促进润湿进而降低助焊剂使用量，印刷电路板表面残余物亦因此减少。3） 用较低的炉温(对温度敏感的零件有帮助)4） 增加生产线正常运行时间。5） 导热系数(heat transfer coefficient)比空气高,使用温度可较低.6） 降低缺陷率而减少修补时间以及人工费用。但氮气使用量较大，氮气费用昂贵,经过供应商多年努力后,即使助焊剂活性不算很强,但在焊锡性方面却也有了极大的改进,故