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绿色电子制造:上游厂商在行动

欧盟RoHS指令的全面实施,让全球制造业掀起了绿色风暴。3月1日我国《电子信息产品污染控制管理办法》(以下简称“管理办法”)的正式实施,更是将这场风暴迅速升级:原来只对出口企业有影响,现在企业产品无论内销外销,都必须实现环保。因此,国内电子元件、材料及设备等上游企业,尤其是那些面向国内市场的中小企业,补上无铅这一课尤为重要。
严把原材料和工艺关
在元器件生产过程中,原材料和工艺是实现绿色制造的关键。业内相关人士就无铅制造对元器件的影响进行了具体分析:无铅工艺对元器件的挑战首先是耐高温。要考虑高温对元器件封装的影响。因此元器件封装能否耐高温是必须考虑的问题。另外还要考虑高温对器件内部连接的影响,无铅元器件的内部连接材料也要符合无铅焊接的要求。
风华高科发展部部长胡传斌在接受《中国电子报》记者采访时表示,以MLCC(片式陶瓷电容器)生产为例,最关键的原材料瓷粉和浆料含铅,在工艺方面,焊接材料含有毒有害物质。同样以生产MLCC见长的村田公司副总经理汤志强介绍说,在MLCC生产过程中,常用的焊锡都为铅锡合金,其熔点比纯锡低,价格也较为便宜。但由于含有铅,既对操作者有害,又会在使用和废弃过程中造成铅污染。为此MLCC行业都对此工作相当重视,并已在近年内实现无铅化。虽然新开发的无铅化的镀锡熔点比共晶的锡铅合金高,价格比铅锡合金高1倍,但事实仍可证明了无铅化的可行性和必然性。
参加无铅焊料相关标准制定的北京金朝电子材料有限责任公司总工程师袁文辉告诉记者,无铅焊料改造将是一个系统工程,不仅是焊料需要改造,还有焊接过程的工艺和流程也需要改造,比如无铅化焊接的熔点比往常的熔点高了至少35℃左右,如果不改造,将影响产品的整体生产,此外还有无铅化助焊剂等配套产品的研发等。
日东科技控股有限公司工程研发部经理李忠锁介绍说,由于无铅焊料的熔点比传统的Sn-Pb高30℃-40℃,因此无铅化的实施对PCB材质、电子元器件的耐温性、助焊剂的性能、无铅焊料的性能、无铅组装设备的性能提出了更高的要求。对于PCB材质,需要采用热膨胀系数比较小而且玻璃化转变温度Tg值比较大的材料,才能够满足无铅焊接工艺的要求。由于PCB材质以及镀层的改变,如果以前的PCB材质的热膨胀系数较大,Tg值较低,则在实现无铅焊接时很容易出现裂纹等焊接缺陷,因此,降低了焊点的可靠性。另外以前PCB铜盘和电子元器件引脚的Sn-Pb镀层在无铅焊接中已经不能使用,需要采用镀纯Sn或OSP处理方式或者其他的镀层方式,以避免合金元素Pb的混入。
国内企业积极应对
作为产业链的上游,材料、元器件及设备企业在无铅化制造过程中担当着重要的不可替代的作用。中国电子元件行业协会顾问邓雷表示,加紧无铅化批量生产是国内元件厂商急需解决的问题。虽然目前国内对无铅要求还没有进入强迫阶段,但未雨绸缪,国内大部分厂商都已采取相应措施。
清华大学材料科学与工程系教授周济告诉记者,无铅化会对我国片式元件产业产生一定的影响,因此我们应加强对新材料的研究开发。具体措施是,国内片式元件企业应该与国内高校和研究机构密切合作,开发新的材料体系,在应对元件无铅化及提高元件性能方面有所突破。
胡传斌介绍说,风华已在生产过程中全面实行了无铅化,针对生产MLCC的主要原材料瓷粉和浆料,风华已有自己的公司完成研发,可以供给风华进行配套。他说,目前,风华自己研制的原材料(主要指瓷粉和浆料)已经占风华整个需求量的70%%左右,虽然其余不足部分仍然要从国外进口,但他透露,目前他们正在承担一项国家高科技产业项目,今年下半年将通过验收。届时,瓷粉和浆料这部分原材料将完全满足风华的需求。
深圳南玻研发部经理武隽告诉记者,绿色制造是个系统工程,企业不仅要从原材料方面把住关,在生产过程的每一个环节都要确认。他们在设计方面就制定了环保控制标准,在生产过程中也全面执行无铅化。此外,他们还加大了对供应商环保方面的控制力度,如与供应商签订环保保证协议、提供第三方测试报告等。南玻对达不到要求的供应商及时更换,如电镀液必须符合RoHS标准,否则他们会选择其他供应商的产品。
西安创联副总工程师王容浩在接受《中国电子报》记者采访时表示,他们生产的电位器及连接器等产品在2005年和2006年初就已经实现无铅化了,电位器的无铅化主要瓶颈是原材料,因此他们选择资质好的供应商,随着供应无铅原材料的厂商越来越多,含铅和无铅原材料价格已相差无几。他介绍说,目前他们还有两个产品没有完全解决无铅化,一个是延迟线,因原材料中玻璃含铅问题解决不了,另一个是电子浆料中的电阻浆料,因为电阻浆料中也含有一种铅玻璃,目前,全球没有一个厂商能解决这个难题,因此,欧盟对这种产品实行豁免。“但一旦有公司研制成功无铅电阻浆料,欧盟会随时关闭豁免权。因此,我们仍有紧迫感,要积极研制新产品,否则,别的公司研制出来后,我们就会白白失去这个市场。”王容浩不无担忧地说。
对出口型企业影响不大
武隽表示,“管理办法”的实施,对他们这些有出口产品的企业影响不是很大,因为南玻采用的是日系标准,在一些指标上,甚至比欧盟的RoHS指令还要高,如欧盟RoHS指令提出铅的含量不能超过1000个PPM,而日系标准是100PPM,国内的标准也不会高于此标准。因此,他们的产品出口到日本或欧洲不成问题。他认为,“管理办法”在短时间内会让一些中小型元件企业成本上升,竞争力下降,但从长远来看,对国内企业开拓海外市场,增强竞争力是有好处的。
胡传斌也表示,由于风华70%%产品出口,因此,在去年7月1日欧盟RoHS指令实施时,他们的产品就已经全面实现无铅化了,此次“管理办法”的实施对他们的影响微乎其微。而对于没有出口要求、只是针对国内市场的企业来讲,在原材料、设备、工艺取代等方面这次要有一定的投入,相对会增加成本。
王容浩表示,相比之下,内销企业无铅化进程慢一些,因为工艺、材料控制如果从含铅过渡到无铅,需要增加一部分成本,这还不包括测试费用,因此过去企业推行无铅化的积极性不高,但“管理办法”的实施会让内销企业主动进行无铅制造。“环保就是生产力,谁能做到更环保,市场就是谁的”,实现无铅化是中国电子制造产业与国际接轨的一条必由之路。
厦门宏发电声有限公司市场部经理孙碧育也同意这个观点,他说,目前随着经济全球化进程和中国作为经济大国在国际社会中地位的提升,中国企业已经不可避免地融入世界关联经济大潮中,因此,中国企业考虑和理解的不仅仅是出口的产品如何满足国外要求,或者是认为这是先进国家对发展中国家进行贸易技术壁垒的一种手段,更重要的是要从积极方面着眼,将这种技术壁垒转化成进行科技革命的动力,因为宏发相信:这场工业领域的绿色革命,将有利于环境的不断改善和人类健康高度文明的不断发展。
在无铅化的浪潮中,我国电子元件、材料及设备等上游企业与国际企业站在同一起点上,如果能抓住无铅化的机会,找到符合无铅要求的工艺和配方,将会在这次重新洗牌中,获得一次产业升级的机会。


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