| 新聞和趨勢 | 日期: | 2006年10月24日 | ||||||||||||||||||||
| 進入後RoHS時代需有不同的設計優先考量 | ||||||||||||||||||||||
| 如果這些新的環境規則為全球業務和全球供應鏈帶來了更多挑戰，那麼它們也會一如既往地驅動設計階段的變化， | ||||||||||||||||||||||
| 業界人士表示。 | ||||||||||||||||||||||
| 為了減少環境問題，RoHS正走向產品生命週期的設計階段，要求設計者在設計時\ | ||||||||||||||||||||||
| 盡可能不用那6種危害性物質。”Stone指出。為了做到這一點，他們還必須考慮其 | ||||||||||||||||||||||
| 他設計標準，包括外形、裝配、功能、成本和可銷售性，他說道。“在許多情況下， | ||||||||||||||||||||||
| 這還是設計者第一次在設計中將毒性要求作為設計參數。” | ||||||||||||||||||||||
| 如今毒性可能是最重要的環境參數了，但在不久的將來，設計者還必須考慮能 | ||||||||||||||||||||||
| 源效率、產品的可回收性、回收內容的數量，以及材料精簡等問題。 | ||||||||||||||||||||||
| 許多設計者(特別是小型公司)的相容性設計才剛起步。“無論是否具備RoHS的 | ||||||||||||||||||||||
| 相容性，都必須要從一開始就成為產品的一項要求，因為從那時起設計者要做的每 | ||||||||||||||||||||||
| 件事都得支持這個決定。” Design Chain Associates的Stanvick指出。 | 圖1：在層壓材料上進行無鉛製程測試常出現 | |||||||||||||||||||||
| 的一個典型缺陷：脫層，有時雖然問題不明顯， | ||||||||||||||||||||||
| 在第一個步驟中所面臨的挑戰是要確定產品是否屬於RoHS指令所規範的範圍； | 但仍很嚴重 | |||||||||||||||||||||
| 如果不是，那麼它便能免受這一指令的約束。一家目錄經銷商Newark InOne公司行 | ||||||||||||||||||||||
| 銷總監Joanne Volakakis說，一些用戶仍然在詢問他們是否必須符合RoHS。“通常中小型規模公司的工程師較不清楚這方面的要求。” | ||||||||||||||||||||||
| 她說。 | 同樣值得關注的是，RoHS提供許多優勢的同時也帶來了難題。Stanvick認為，製造商可以透過改善製程來保持 | |||||||||||||||||||||
| 一致性，並透過減少材料來節約成本。“例如，使用回收塑膠的成本比使用新塑膠平均低80%，”Stanvick說，“如果前端做得很好， | ||||||||||||||||||||||
| 那麼下游的每項工作將變得更容易。” | ||||||||||||||||||||||
| 經銷商的現場應用工程師(FAE)可以幫助客戶實現RoHS的轉換，但他們必首先須接受機械和製造問題方面的培訓，Arrow | ||||||||||||||||||||||
| Electronics公司工程總監Theron Makley認為。FAE通常是根據電子規格向客戶推薦產品的電子工程師。“由於這種RoHS的變化，我 | ||||||||||||||||||||||
| 們必須培訓我們的工程師，讓他們能熟練指導用戶掌握RoHS的製造方法，使客戶明白製程轉換時可能存在的問題。”Makley表示。 | ||||||||||||||||||||||
| 成功的轉換需要正確設計方法學的支援，並能有助於設計者從元件選擇到相容性驗證的各個方面都能符合強制性要求。該 | ||||||||||||||||||||||
| 類型產品已經開始上市。EMA公司的工程資料管理系統就是其中一個例子，它透過可在本地或全球展開部署的設計來強化其相容性。 | ||||||||||||||||||||||
| 雖然特定的設計自動化工具用法非常重要，但工具組的實際部署和建置則是成功的關鍵，EMA公司的Marcano表示。“任何人 | ||||||||||||||||||||||
| 都能採用相容性元件來進行設計，但真正目標是能夠證明設計者確實在相容性方面完成了大量強制性的認證工作。”EMA工具所產 | ||||||||||||||||||||||
| 生的相容性保證系統據稱可以從概念一直到相容性驗證追蹤整個產品的過程。 | ||||||||||||||||||||||
| 製造流程改變 | ||||||||||||||||||||||
| 在因應RoHS的各種設計挑戰之際，工程師必須明白他們的RoHS相容性設計是如何製造的。設計工程師“不再只是考慮設計電子 | ||||||||||||||||||||||
| 性能，”Arrow Electronics公司資深FAE Paul Peterson指出，“他們還必須考慮更多可製造性問題。” | 有鉛與無鉛在裝配溫度和 | |||||||||||||||||||||
| 製程能力方面存在很大的差別，PRTM的Chinn表示。由於許多公司都是無鉛和有鉛生產線並存，因此設計者必須確保採用正確的製程 | ||||||||||||||||||||||
| ，並且在製造過程中不發生錯亂，Chinn補充道。 | GoodBye Chain Group的Stone認為，設計者“應該知道無鉛元件在製造 | |||||||||||||||||||||
| 時需要更高的溫度。因此他們在設計電路時就應該瞭解汞或六價鉻的替代品，以及無鉛焊料的性能特徵。他們還必須瞭解製程溫度 | ||||||||||||||||||||||
| 和濕度靈敏度。” | ||||||||||||||||||||||
| 要避免無鉛製程常出現的問題，如破裂、脫層和接點可靠性不佳等，必須確保在產品成型之前 | ||||||||||||||||||||||
| 進行板級認證。另外，所有供應鏈合作夥伴也必須針對無鉛環境議題進行自我培訓，才能有效地區分什 | ||||||||||||||||||||||
| 麼是缺陷，什麼不是。認清環境中的實際問題是最難的一件事，Celestica公司印刷電路板的全球商品工程 | ||||||||||||||||||||||
| 顧問Gail Auyeung認為。 | 在混合裝配方面，最大的設計挑戰之一在於傳統的元件，包括已經符合 | |||||||||||||||||||||
| RoHS但無法處理新製程溫度的電容器與電阻，Celestica公司全球RoHS建置總監Joe Scala表示。“它們的標 | ||||||||||||||||||||||
| 準溫度還是舊式的Jedec標準230℃，但無鉛製程要求的是260℃。”他說，“從符合RoHS的觀點來看，這些 | ||||||||||||||||||||||
| 元件沒什麼問題，但在採用錫銀銅(SAC)合金的生產線上應用時仍有問題。” | ||||||||||||||||||||||
| 其他障礙還包括材料選擇、可靠性、電路板版圖和焊盤尺寸，Stanvick表示。電路板在回流焊接時 | ||||||||||||||||||||||
| 還需要額外的支援，更高的溫度會使它們更易翹曲，他指出。此外，還存在著材料、認證和重新認證的 | ||||||||||||||||||||||
| 成本問題。 | 更高的製程溫度還會引發電路板上使用環氧化物的耐熱玻璃溫度問題，以及膨脹 | 圖2：阻焊層缺陷是另外一個常見的問題 | ||||||||||||||||||||
| 係數、熱分解等問題，Stanvick表示。另外，施加於電路板上的熱應力也會引起過孔產生破裂，他說。 | ||||||||||||||||||||||
| 另外還存在電路板上焊盤尺寸的變化問題。“無鉛焊料不會到處流動，在某些情況下可看到裸露的銅，因為它具有不同的冷卻特性。”Stanvick | ||||||||||||||||||||||
| 說。業界組織IPC已經發佈了IPC-610規格，其中有許多設計者必須知道的檢查標準，他表示。 | 作者：羅吉娜 | 返回更多... | ||||||||||||||||||||