向无铅化过渡给连接器产业带来挑战

　　在电子产业的每个领域——从消费电子、医疗设备、汽车电子到通信应用，先进的互连解决方案都是必不可少的组成部分和首要性能制约因素之一。随着欧盟制定的WEEE和RoHS指令生效日期日益临近，连接器产业也不言而喻地受到很大冲击，整个产业界正在为被禁材料寻找可靠的替代品，同时要保证产品的性能不受影响，这些都给互连制造商带来极大挑战。另一方面，从应用的角度，客户对互连供应商定制能力的要求也给后者形成很大压力。在目前竞争越来越激烈的市场，能够满足所有定制互连需求的供应商比以往任何时候都受欢迎。本文将就以上这两个角度分析当前互连产业面临的问题和相应的解决之道。欧盟的WEEE和RoHS指令推动各国纷纷制订禁止在电子设备中使用铅、镉、水银、六价铬、多溴苯酚(PBB)以及多溴二苯醚(PBDE)的法规，这两项指令将从明年7月1日起在欧洲生效。把铅从互连器件中“清除”出去是一项非常艰巨的工作，因为如果使用无铅合金的焊料将需要更高的熔化温度(新型无铅合金焊料需要的熔化温度高达217°C至219°C，比业内标准的锡铅工艺大约高出 35°C)，这将带来许多技术上的挑战。此外，采用新型无铅合金所带来的一项重大变化是湿润力(wetting force)低于较锡铅合金。熔化的焊料和焊接表面的湿润特性决定着焊料覆盖焊盘和引线的情况，并决定着焊点的形状。无铅焊料的湿润力不如锡铅焊料强，这将给制造商带来更多制程上的问题，因为锡铅工艺的要求比无铅工艺要宽松。

　　无铅化对于连接器产业的影响

　　铅最常用于端子的电镀或者是多数无源电子元器件的连接端之中，此外有些器件也在其内部构成中使用铅。在过去的两三年中，许多主要的元件制造商一直在研究无铅电镀和焊接工艺。它们把部分或分部产品线都改造成了纯锡终端电镀，和向无铅焊接过渡，最常见的是锡/银/铜组合。连接器中对成本影响最大的是绝热材料。如果需要较高的温度，连接器产业将被迫改变许多连接器中所用的树脂材料。

　　在多数情况下，连接器中绝热保护所使用的树脂或模塑料是FR66和PBT等耐热较低的树脂。如果改用LCP等高温树脂，则可能需要采用新的成型铸模。树脂被注入硬模时的表现，受到直流道、横流道和浇口的模具内部的设计影响。业内人士暗示，新型成型铸模将必须面对这些情况，而为了应对这些情况，连接器产业可能面临总计达1,000万美元以上的投资，最高甚至可能高达5亿美元。

　　不过对于那些非常微小的连接器，其管脚间距为0.4毫米，使用的绝热材料不超过1克。在这些情况下，它对成本的影响极小。但在另一方面，众多连接器使用的绝热器重量为10~30克，此时对成本的影响就会非常明显。最近接受采访的制造商指出，采用无铅工艺所要求的新型合金对触点进行电镀不会带来附加成本，但是却需要对现有的卷带式

　　电镀线进行改造或者购买新式的卷带式电镀线，这大约需要额外支出100到200万美元。

　　与之相关的成本问题

　　一些连接器制造商表示，高端连接器或高可靠性连接器已经在使用能够把耐受温度提高35°C的树脂塑造绝热器。对于仅购买这类高端连接器的厂商来说，价格可能不会提高。另一方面，消费电子所采用的通用类产品线通常不含有能耐更高温度的绝热树脂。在必须采用更高耐温树脂的情况下，连接器成本将会上涨 10~15%。

　　从绝热材料方面来看，高带宽/高速连接器一般不会受到向无铅工艺转变的影响，因为它们已经在使用LCP等耐高温材料。PGA和BGA等高端IC Socket正在使用LCP树脂，因此这些互连产品也相对不受这种转变的影响。需要注意的是，所有的BGA Socket制造商必须把焊球上的材料变成无铅材料。