论文部分内容阅读
摘要：铅污染和铅中毒已成为污染我国环境和危害我国人民身体健康的重要因素。人类对铅污染的控制已刻不容缓。在我国电子制造业中推广无铅技术势在必行。本文分析了东莞电子企业在无铅制程中面临的难题，并有针对性地提出了应对的措施。
关键词：无铅制程；电子企业；RoHS
一、问题的提出
作为一种具有毒性的重金属，过量的铅会对人体的健康产生极大的危害。成年人血液中含铅量如果超过80～100μg／100ml时就会出现中毒症状。当生产和生活环境中的铅被人体吸入后就会存积在脑中，抑制大脑中葡萄糖的代谢进程，使脑组织缺氧。如果大脑中的铅积蓄到一定程度，人就会出现贫血、肝炎、肺炎、肺气肿、心绞痛、神经衰弱、及弥漫性脑组织损伤等多种症状。据历史学家分析，曾称霸西方的古罗马帝国的迅速灭亡就是因为铅在引水工程中大量应用，引起人们体质恶化造成的。
为规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护，欧盟立法制定了一项强制性标准RoHS（Restriction of the use of Hazardous Substances）指令——电子电机产品之危害物质限用指令。。在这项法令中，严格限制电子电机产品使用铅、六价铬、镉、汞、PBB (多溴联苯)和PBDE (多溴二苯醚)六种有害物质，该法令已在2006年7月1日开始生效实施。
RoHS对上述六有害物质的最高含量如下表所示：
东莞就像一块集成电路板，上面密密麻麻地镶嵌着来自不同国家和地区的近3000家电脑资迅企业。东莞制造的电脑零部件已在全球市场占有相当份额，电脑磁头、电脑机箱及半成品占40%，电脑驱动器占30%，电脑扫瞄仪、微型马达占20%，电脑键盘占16%，电脑主机占15%。只要在东莞走一圈，你就能配齐一台整机电脑95%以上的零部件。东莞已成为全球重要的电子产品制造基地。IBM副总裁形象地说过：“如果东莞到深圳的高速公路塞车15分钟，全世界的电脑价格都会因此产生波动。” 对于电子行业来说，铅是电子产品中焊锡的主要成分之一，由于铅锡合金焊料以相对低廉的价格提供了较优异的机械、热和电性能，所以在电子工业中得到了广泛使用。然而，随着各国禁用铅等有毒物质法律法规条文的颁布，电子产品无铅化已是必然趋势。对于东莞不少电子制造商来说, 无铅制程直接关系到企业的生死存亡。无力转型的企业将很难在无铅制程的变革中生存。
二、面临的难题
1．成本速增。导入无铅制程，由于电子产品不能含有铅、卤等有害物质迫使电子企业寻求新的替代品，直接导致成本大幅度增加。东莞市联茂电子集团华南区行政中心副总经理陈郁弼说：“导入RoHS指令后，公司产品成本最高上升了20%。”在微利时代，这是大部分企业都不愿意面对的一个问题。严格限制使用有害物质，也促使材料采购与材料管理的成本增加以及材料零部件采购的风险提高。电子企业导入无铅制程，也需要投入大量的人力、财力、物力和时间进行无铅研究。东莞的电子企业大多数是中小企业，他们因实力有限只能望“铅”兴叹。东莞有九成的电子企业没有通过RoHS认证，他们在无铅工艺上还处于观望状态。
2．无铅技术的担忧。据了解，目前电子行业中铅的主要替代材料是银、铜、锌和铋。这些非铅系列焊锡，具备很多优点，如优良的导电和导热性能、可焊性能、生产可重复性等，但也面临着明显的问题。传统的锡铅合金熔点是180摄氏度、而无铅焊膏的熔点是227摄氏度。为使芯片下面的无铅焊锡球熔化，必须使温度加热到高于无铅焊料的温度。在这个过程中，会因为温度过高而出现爆板现象。无铅焊接造成爆板的问题既与板材耐强热的性能有关，也与板材是否能耐得住多少次无铅回焊的考验有关。手机、数码等电子产品上面的板材也同样存在爆板的问题，严重的话还会影响到人体健康。
3.形成一种非关税贸易壁垒。东莞电子产品的出口重心在欧美日等发达国家。欧洲日本等国于2004年开始全面禁铅，含有害物质的产品已很难再进入这些国家。销往欧盟的电子产品，都必须符合RoHS标准。东莞企业的无铅化绿色电子制造并非一朝一夕就能达到，中短期内必然对东莞电子产品的出口市场特别是发达国家的电子出口市场产生严峻的冲击。如不采取积极的应对措施，东莞不少的中小电子企业将面临破产倒闭的危险，东莞在发达国家的出口份额可能停滞不前甚至出现萎缩。东莞大多数电子产品的竞争优势在于成本低、价格便宜。无铅工艺的实施，促使东莞电子产品的研制开发成本、生产成本以及认证检验成本等开支增加，从而提高换汇成本，改变了以往的贸易条件和比较优势，影响了东莞电子企业出口的经济效益。
4.洗牌提速。电子产品中线路板运用铅的含量相当高，几乎每个连接口都是通过铅实现焊接。在RoHS等环保指令的压力下，线路板生产厂商已经开始寻求新的替代材料，东莞整个电子行业也因此加速洗牌。无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。根据预测，今年全球无铅材料将有三成以上的增长。随着今年中国《电子信息产业部污染防护管理办法》的强制实施认证，无铅及无卤等材料的市场占有将率持续增加，电子行业的洗牌力度也必将加大。强者越强，弱者越弱，东莞电子行业的技术能力和综合竞争力的落差在这场无铅制程的变革中会持续扩大。东莞电子企业在无铅制程方面正呈现出明显的两极分化。
三、对策和措施
1．从财政和税收方面支持无铅电子制造企业。欧盟以及世界其它国家和地区近年来都在帮助企业改进材质及工艺水平，以应对RoHS法令。东莞市政府应该制定无铅电子制造时间表，在电子行业全面推行无铅化。在规定的时间表内从财政上以科研经费形式资助无铅电子制造企业，用于采用无铅技术和相关的技改项目。同时，东莞市政府也应对研制生产无铅电子元器件、无铅焊料和无铅焊接设备的企业、研究单位给予鼓励和贷款等方面的支持。
2.从无铅技术方面支持无铅电子制造企业。东莞市联茂电子集团率先在产品中引入欧盟RoHS认证的环保标准,在导入绿色无铅化的过程中拥有比较完整的技术支持及售后服务。东莞理工学院在无铅制程方面也有人才和科研的优势。东莞市政府应组织有关方面的专家到电子企业去提供无铅技术方面的指导和服务，使东莞电子元器件企业和印制电路板厂家适应世界无铅化潮流，做到电子元器件无铅化、印刷电路板无铅化以及焊接设备的无铅化。
3.从无铅信息方面支持无铅电子制造企业。东莞市政府应组织专家组到电子企业巡回讲座，介绍RoHS的法规、无铅的含义、无铅豁免条款、无铅辅料的认证方法、元器件封装技术、无铅对元器件的工艺要求、潮敏器件的处理方法、无铅PCB制造的材料和工艺、环保导电胶组装工艺运用、无铅回流焊/波峰焊的要求和实现方法、无铅可制造性设计、无铅电子组装可靠性理论以及可靠性测试方法、无铅可靠性研究的最新进展等内容，以及如何在工程实践中导入无铅工艺的方法。
4.电子企业在认识和组织上要有保障。首先，公司高层要认识到导入无铅制程的必要性和紧迫性。其次，成立一个专案小组来负责无铅制程导入的推进工作。该小组成员至少应包括公司高层、采购部门、工程部门、研发设计部门和品质检验部门的相关人员。如果有必要的话，还可以外聘一名专家来指导专案小组。
5.制定企业无铅制程导入时间表。该时间表应该包含以下内容：公司相关人员培训计划；制定本公司的环境管理物资管理规定，明确完成时间；以上述规定为基准，进行现有供应商的调查评估，明确完成时间；评估现有生产设备是否需要更换，如需要，明确完成时间；选定１－２种型号产品，进行无铅制程的试生产，关键是明确各项工艺参数；进行产品的相关性能测试，明确无铅产品的可靠性；在有铅产品和无铅产品共存的情况下，改进工厂的生产管理，保证严格区分；根据试生产情况，修改各种产品或相关工位的作业知道书；根据以上结果，评估导入无铅制程成本增加的相应对策；根据客户的实际需要，有计划的导入无铅制。
6.完善企业无铅制程的各项标准和管理制度。做到：（1）选择正确的物料和设备，（2）定义制程工艺；（3）建立可靠的制程工艺：收集分析数据，排除制程中缺陷；（4）执行无铅化生产：生产开始后仔细跟踪制程并作必要的调整；（5）控制并改进制程：持续不断的跟进、监控和分析数据，并良好控制整个制程。
作者单位：东莞理工学院经济与贸易系
参考文献:
[1] 黄显凯.无铅替代焊料之对应制程解决对策剖析[J].电子与电脑，2004，11．９８－９９．
[2] 史建卫．无铅制程导入面临的问题及解决方案[J]．电子工业专用设备，2006，5.１２５－１２７．
[3] Suki．无铅化成半导体制造业主旋律[J]．半导体技术，2005，９．５６－５８．
关键词：无铅制程；电子企业；RoHS
一、问题的提出
作为一种具有毒性的重金属，过量的铅会对人体的健康产生极大的危害。成年人血液中含铅量如果超过80～100μg／100ml时就会出现中毒症状。当生产和生活环境中的铅被人体吸入后就会存积在脑中，抑制大脑中葡萄糖的代谢进程，使脑组织缺氧。如果大脑中的铅积蓄到一定程度，人就会出现贫血、肝炎、肺炎、肺气肿、心绞痛、神经衰弱、及弥漫性脑组织损伤等多种症状。据历史学家分析，曾称霸西方的古罗马帝国的迅速灭亡就是因为铅在引水工程中大量应用，引起人们体质恶化造成的。
为规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护，欧盟立法制定了一项强制性标准RoHS（Restriction of the use of Hazardous Substances）指令——电子电机产品之危害物质限用指令。。在这项法令中，严格限制电子电机产品使用铅、六价铬、镉、汞、PBB (多溴联苯)和PBDE (多溴二苯醚)六种有害物质，该法令已在2006年7月1日开始生效实施。
RoHS对上述六有害物质的最高含量如下表所示：
东莞就像一块集成电路板，上面密密麻麻地镶嵌着来自不同国家和地区的近3000家电脑资迅企业。东莞制造的电脑零部件已在全球市场占有相当份额，电脑磁头、电脑机箱及半成品占40%，电脑驱动器占30%，电脑扫瞄仪、微型马达占20%，电脑键盘占16%，电脑主机占15%。只要在东莞走一圈，你就能配齐一台整机电脑95%以上的零部件。东莞已成为全球重要的电子产品制造基地。IBM副总裁形象地说过：“如果东莞到深圳的高速公路塞车15分钟，全世界的电脑价格都会因此产生波动。” 对于电子行业来说，铅是电子产品中焊锡的主要成分之一，由于铅锡合金焊料以相对低廉的价格提供了较优异的机械、热和电性能，所以在电子工业中得到了广泛使用。然而，随着各国禁用铅等有毒物质法律法规条文的颁布，电子产品无铅化已是必然趋势。对于东莞不少电子制造商来说, 无铅制程直接关系到企业的生死存亡。无力转型的企业将很难在无铅制程的变革中生存。
二、面临的难题
1．成本速增。导入无铅制程，由于电子产品不能含有铅、卤等有害物质迫使电子企业寻求新的替代品，直接导致成本大幅度增加。东莞市联茂电子集团华南区行政中心副总经理陈郁弼说：“导入RoHS指令后，公司产品成本最高上升了20%。”在微利时代，这是大部分企业都不愿意面对的一个问题。严格限制使用有害物质，也促使材料采购与材料管理的成本增加以及材料零部件采购的风险提高。电子企业导入无铅制程，也需要投入大量的人力、财力、物力和时间进行无铅研究。东莞的电子企业大多数是中小企业，他们因实力有限只能望“铅”兴叹。东莞有九成的电子企业没有通过RoHS认证，他们在无铅工艺上还处于观望状态。
2．无铅技术的担忧。据了解，目前电子行业中铅的主要替代材料是银、铜、锌和铋。这些非铅系列焊锡，具备很多优点，如优良的导电和导热性能、可焊性能、生产可重复性等，但也面临着明显的问题。传统的锡铅合金熔点是180摄氏度、而无铅焊膏的熔点是227摄氏度。为使芯片下面的无铅焊锡球熔化，必须使温度加热到高于无铅焊料的温度。在这个过程中，会因为温度过高而出现爆板现象。无铅焊接造成爆板的问题既与板材耐强热的性能有关，也与板材是否能耐得住多少次无铅回焊的考验有关。手机、数码等电子产品上面的板材也同样存在爆板的问题，严重的话还会影响到人体健康。
3.形成一种非关税贸易壁垒。东莞电子产品的出口重心在欧美日等发达国家。欧洲日本等国于2004年开始全面禁铅，含有害物质的产品已很难再进入这些国家。销往欧盟的电子产品，都必须符合RoHS标准。东莞企业的无铅化绿色电子制造并非一朝一夕就能达到，中短期内必然对东莞电子产品的出口市场特别是发达国家的电子出口市场产生严峻的冲击。如不采取积极的应对措施，东莞不少的中小电子企业将面临破产倒闭的危险，东莞在发达国家的出口份额可能停滞不前甚至出现萎缩。东莞大多数电子产品的竞争优势在于成本低、价格便宜。无铅工艺的实施，促使东莞电子产品的研制开发成本、生产成本以及认证检验成本等开支增加，从而提高换汇成本，改变了以往的贸易条件和比较优势，影响了东莞电子企业出口的经济效益。
4.洗牌提速。电子产品中线路板运用铅的含量相当高，几乎每个连接口都是通过铅实现焊接。在RoHS等环保指令的压力下，线路板生产厂商已经开始寻求新的替代材料，东莞整个电子行业也因此加速洗牌。无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。根据预测，今年全球无铅材料将有三成以上的增长。随着今年中国《电子信息产业部污染防护管理办法》的强制实施认证，无铅及无卤等材料的市场占有将率持续增加，电子行业的洗牌力度也必将加大。强者越强，弱者越弱，东莞电子行业的技术能力和综合竞争力的落差在这场无铅制程的变革中会持续扩大。东莞电子企业在无铅制程方面正呈现出明显的两极分化。
三、对策和措施
1．从财政和税收方面支持无铅电子制造企业。欧盟以及世界其它国家和地区近年来都在帮助企业改进材质及工艺水平，以应对RoHS法令。东莞市政府应该制定无铅电子制造时间表，在电子行业全面推行无铅化。在规定的时间表内从财政上以科研经费形式资助无铅电子制造企业，用于采用无铅技术和相关的技改项目。同时，东莞市政府也应对研制生产无铅电子元器件、无铅焊料和无铅焊接设备的企业、研究单位给予鼓励和贷款等方面的支持。
2.从无铅技术方面支持无铅电子制造企业。东莞市联茂电子集团率先在产品中引入欧盟RoHS认证的环保标准,在导入绿色无铅化的过程中拥有比较完整的技术支持及售后服务。东莞理工学院在无铅制程方面也有人才和科研的优势。东莞市政府应组织有关方面的专家到电子企业去提供无铅技术方面的指导和服务，使东莞电子元器件企业和印制电路板厂家适应世界无铅化潮流，做到电子元器件无铅化、印刷电路板无铅化以及焊接设备的无铅化。
3.从无铅信息方面支持无铅电子制造企业。东莞市政府应组织专家组到电子企业巡回讲座，介绍RoHS的法规、无铅的含义、无铅豁免条款、无铅辅料的认证方法、元器件封装技术、无铅对元器件的工艺要求、潮敏器件的处理方法、无铅PCB制造的材料和工艺、环保导电胶组装工艺运用、无铅回流焊/波峰焊的要求和实现方法、无铅可制造性设计、无铅电子组装可靠性理论以及可靠性测试方法、无铅可靠性研究的最新进展等内容，以及如何在工程实践中导入无铅工艺的方法。
4.电子企业在认识和组织上要有保障。首先，公司高层要认识到导入无铅制程的必要性和紧迫性。其次，成立一个专案小组来负责无铅制程导入的推进工作。该小组成员至少应包括公司高层、采购部门、工程部门、研发设计部门和品质检验部门的相关人员。如果有必要的话，还可以外聘一名专家来指导专案小组。
5.制定企业无铅制程导入时间表。该时间表应该包含以下内容：公司相关人员培训计划；制定本公司的环境管理物资管理规定，明确完成时间；以上述规定为基准，进行现有供应商的调查评估，明确完成时间；评估现有生产设备是否需要更换，如需要，明确完成时间；选定１－２种型号产品，进行无铅制程的试生产，关键是明确各项工艺参数；进行产品的相关性能测试，明确无铅产品的可靠性；在有铅产品和无铅产品共存的情况下，改进工厂的生产管理，保证严格区分；根据试生产情况，修改各种产品或相关工位的作业知道书；根据以上结果，评估导入无铅制程成本增加的相应对策；根据客户的实际需要，有计划的导入无铅制。
6.完善企业无铅制程的各项标准和管理制度。做到：（1）选择正确的物料和设备，（2）定义制程工艺；（3）建立可靠的制程工艺：收集分析数据，排除制程中缺陷；（4）执行无铅化生产：生产开始后仔细跟踪制程并作必要的调整；（5）控制并改进制程：持续不断的跟进、监控和分析数据，并良好控制整个制程。
作者单位：东莞理工学院经济与贸易系
参考文献:
[1] 黄显凯.无铅替代焊料之对应制程解决对策剖析[J].电子与电脑，2004，11．９８－９９．
[2] 史建卫．无铅制程导入面临的问题及解决方案[J]．电子工业专用设备，2006，5.１２５－１２７．
[3] Suki．无铅化成半导体制造业主旋律[J]．半导体技术，2005，９．５６－５８．