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文章摘要：在電子制造行業，涉及溶劑使用方面的立法遠遠落后于無鉛。溶劑對電子制造的影響極其巨大，可以為無鉛制造的可行性提供有力的支持，正確處理其揮發物可以減少對環境造成的污染，但這樣做可能導致生產模式發生改變。

關健字:SMT溶劑 無鉛化 ROHS
當我們把工作的重點集中于無鉛制程時，溶劑仍然在以驚人的速度進入環境，成為比以往使用鉛時危害更大的潛在污染源。
在2006年7月1日之后，歐盟對在市場銷售的絕大部分電子產品強制實行無鉛化，因此，全球電子制造業的大部分生產廠家在此前進行了大量的再審查工作，以測試、認證及學習如何使用新的材料、化學制劑和工藝。

材料的重新審查工作需要耗用大量的人力和經費，例如，僅對某一個系列的化學制劑進行必要的技術和管理上的重新審核，就要花費大約100,000歐元。這就帶給人們一個疑問：如果需要如此大規模的投資的話，它會同實施無鉛一樣，給我們的環境帶來巨大的好處嗎？

溶劑對環境的危害
揮發的溶劑成分從二個層面上對環境構成影響：1、可以形成霧氣，從而降低地面空氣的質量；2、在大氣層上方與臭氧層發生反應，加劇溫室效應的程度。

在電子制造行業，涉及溶劑使用方面的立法遠遠落后于無鉛。溶劑對電子制造的影響極其巨大，可以為無鉛制造的可行性提供有力的支持，正確處理其揮發物可以減少對環境造成的污染，但這樣做可能導致生產模式發生改變。立法會對我們習慣使用的溶劑進行限制，像VOC-FREE立法已經在美國和歐盟開始實施，雖然歐盟電子制造業者仍有回旋的余地，但沒有任何不實施VOC-FREE的理由。至到現在，嚴厲的立法機構因為溶劑的使用會增加環境污染，而要求對溶劑危害程度重新分等級或直接被禁用，而這一做法會對歐盟大多數成員國的利益帶來影響。

涂覆材料
對電子制造業來講，對溶劑依賴性較大的就是涂覆材料，這層薄薄的聚合膜可以在板子使用過程中對板子起到保護作用，防止受到潮濕及環境污染的影響，防止PBA失效，可以保障產品的使用壽命，等等。該材料被廣泛應用于戰略防御系統，航空航天系統，汽車電子及工業控制系統等，在以上的使用過程中，產品的失效會導致生命災難。與此同時，涂覆材料也用于民品，延長產品保質時間。

可選擇性
        涂覆材料可分為三種類型：1.傳統型的溶劑基涂覆材料，該材料在歐盟使用率占95%，在美國占50%。2. 小部分特殊生產廠使用的水基涂覆材料。3. 新型的無溶劑型涂覆材料。

溶劑基涂覆材料
溶劑問題已被提上議事日程，立法也要求減少甲苯在溶劑中的使用。40%以上的溶劑基涂覆材料被UK健康安全委員會分類，世界上也有很多國家或生產廠禁用含苯的溶劑基涂覆材料。其他溶劑也有被禁用的可能。對于必須使用溶
劑做載體的材料，應加上一個大的疑問標志，同時說明60—80%的溶劑被浪費掉，進入大氣層并造成污染。由于溶劑揮發，使運輸、儲存、使用的成本增加，這樣使其與剛剛被使用而不知其危害時相比，少了許多吸引力。

水基涂覆材料
        水基涂覆材料使用也有幾年的歷史了，該技術也已被很多廠家關注，但它需要的固化時間較長；雖然該涂覆材料可以在15分之內完成（溶劑基涂覆材料需10—12分鐘完成）固化，但需24小時排除內部濕氣，所以PCB的電性能測試
        不能在固化后馬上進行，對于大批量生產來說，這是不能接受的。與溶劑基涂覆材料相比，水基涂覆材料適合小批量生產，尤其適合軍工產品的PBA生產，最大可做到2000 PBAs/天的產量。

無溶劑型涂覆材料
無溶劑型涂覆材料美國做的要好于歐盟，該技術意味著100%的材料涂覆在PCB上，經工藝過程100%轉化成薄膜而無揮發，而且運輸要求不高，儲存、操作方便；在美國，主要使用了硅基涂覆材料，液態材料涂覆經自然固化可形成PCB上的保護膜或120℃固化5—10分鐘即可。

UV（紫外線）固化無溶劑涂覆材料采用了同樣的工藝原理，但要求暴露在紫外線中的時間控制在10—20秒，該材料在所有涂覆材料中固化耗時最短，對大批量生產具有很大吸引力。該技術到目前為止仍未被廣泛采用，其原因是需要二級加熱固化系統來實現保護膜聚合物的形成，并消除器件陰影效應產生的缺陷，這些致命的缺陷使效率非常高的紫外線固化系統得不到有效實施。

該涂覆材料粘性高，涂覆厚度可達100microns 以上，是溶劑型和水基型涂覆厚度的2倍，相對來講這是遺憾的事情；雖然有人認為厚的涂覆層對PCB保護效果要好一些，但需要注意的是，紫外線固化的聚合膜通常沒有彈性，熱膨脹系數比需要保護的PCB熱膨脹系數大很多，因此PCB裝配過程中必須考慮到涂覆材料與PCB材料的匹配性，以免使用時涂覆層脆裂。

涂覆材料業界正在努力工作，首先研發了極其重要的適合紫外線固化的涂覆材料，這種新型材料可以消除上述缺點，并體現出最大的優點——固化時間短，適合大批量生產要求?，F在的固化爐已成功用于紫外線固化及除濕，此工藝可在20秒之內完成，而且通常使用常溫固化，去濕需要2—3天時間，同時粘稠的涂覆材料在元器件下面不受陰影效應的影響。使用目前工藝中常采用自動噴涂設備施加涂覆材料，而且材料彈性好，即使經過高溫循環仍能保持良好的韌性，能用于要求嚴格的汽車電子業。

無溶劑涂覆材料的優點
以1升為基本單位，無溶劑型紫外線涂覆材料價格為溶劑基或水基價格的2倍，但固化后，溶劑基或水基涂覆材料留在PCB上的保護膜體積只有原體積的20—35%，而無溶劑型涂覆材料則100%留在PCB上形成保護膜。

請大家注意：溶劑在運輸、儲存、使用的過程中費用高，所需固化時間長，12—13分鐘，花費在工藝上的成本高，占地面積大（傳統固化線比紫外線固化線長），傳統固化線要3—4米長，而紫外線固化線只要1米長。因此，紫外線固化線可節省50%工藝流程，使生產效率提高到120%，涂覆材料固化爐與回流爐的無鉛要求相似，因熔化溫度升高，回流爐，波峰焊爐的長度要相應增加，傳統的涂覆材料固化爐和紫外線固化爐也采用這種方式。

了解了上述的優點后，就不難理解為什么電子業要求紫外線固化涂覆材料的呼聲已有幾年的時間了，隨著涂覆材料技術水平的不斷提高，該新型材料很快就要在市場上占主導地位了。

免清洗的問題
雖然軍工及航空要求對PCB進行清洗，但很少有廠家對汽車電子使用的PCB進行清洗，歐盟超過95%的PCB涂覆后不再清洗，這也是現在工業界的最大障礙，不僅影響涂覆材料的涂覆質量，也會影響到產品的性能。因為使用在PCB上的涂覆材料，助焊材料，焊接材料等完成生產裝配后會殘留在線路板上，殘留材料種類多，且成分不同，預見這些材料之間的相互反應幾乎是不可能的，你不知道什么時候會出現什么樣的問題。實際上，如果考慮到以上因素，你就能推斷可能會出現潛在的質量問題，這些問題就是你汽車拋錨或電機系統失靈的原因所在。

實際上，在PCB上涂覆保護膜，就像在一個沒有清潔，也沒有磨平的墻上貼墻紙一樣，也可以相當于一輛剛剛組裝好的汽車開過一片田野，你不知道會受到怎樣的污垢污染，然后再給這輛車進行噴漆，噴漆后的效果可想而知。

隨著產品工藝窗口越來越窄，性能要求越來越嚴格，免清洗好像犯了個時代的錯誤，正如前面的例子，我們知道汽車噴漆前要做全面的清洗才可以達到完美的噴漆效果，所以為什么不對線路板進行清洗，以保證產品正常運行呢？

汽車電子制造最終還是要回到對PCB的清洗工藝上來，同時，涂覆材料制造廠必須提供環境友好材料。事實上，溶劑型涂覆材料能被廣泛接受是因為它以溶劑為載體，溶劑可以溶解PCB表面的殘留物，以達到清潔的目的，同時自己附著在PCB表面并對其起保護作用；而無溶劑型涂覆材料沒有去脂作用，只是附著在PCB表面，其附著性是由涂覆材料與PCB之間的吸附力決定的。

考慮到以上因素，理想的解決方法當屬紫外線固化系統。溶劑含量低的涂覆材料其溶劑足以去除PCB上的殘留物，而在紫外線固化過程中可以很快擴散到PCB表面形成保護膜，新型無溶劑型涂覆材料粘性低，形成的保護膜薄，在紫外線環境下流動性能好，涂覆后外形美觀，而且從溶劑型涂覆材料向無溶劑涂覆材料轉換時，只需調整固化設備就可一步完成轉換；所以，該材料對于那些有環保意識，必須通過ISO14000認證的生產廠來說，具有很大吸引力。

結論
涂覆材料與現在焊接工藝及無鉛工藝都可以匹配，涂覆材料應用于無鉛工藝時也不會對裝配工藝產生直接的影響。今天大家關注無鉛，明天大家或許關注的就是溶劑，近期電子生產廠家對無鉛工藝做了大量的實驗，對產品的長期可靠性及立法要求做了許多分析，花費了大量的人力和財力，所以請同時關注無溶劑或低溶劑涂覆材料的使用；在確認無鉛材料的同時，對無溶劑材料一起進行審查。