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ROHS环保指令对PCB产业影响分析

 更新日期: 2007-7-5 10:21:29  作者: 叶嘉雯    来源: PCBTN




表四、RoHS 指令影响用料禁用物质 可能含有组件或用料
铅(Pb) 焊料、塑料、橡胶、电池、漆料、墨水匣、墨水、玻璃、电子陶瓷材、合金、灯管等
镉(Cd) 塑料、电池、墨水、墨水匣、电线、电池、焊剂、继电器、电子陶瓷材、涂膜、灯管等
汞(Hg) 电池、液晶屏幕背光灯管、塑料、颜料、漆料、墨水匣、墨水、电源开关、继电器、感应器等
六价铬(Cr(VI)) 颜料、染料、电镀处理、表面处理、墨水匣、墨水、电子陶瓷材纸材等
多溴联苯类(PBB) 主要用在印刷电路板、组件(如连接器)、塑料件与电线的耐燃剂等
多溴二苯醚类(PBDE) 

图二、HP 产品符合RoHS 指令时程














三、PCB 制造厂商已能因应RoHS 指令对制程上的改变PCB 制程上受RoHS 指令影响主要为外层电镀与表面处理,外层电镀制程主要在线路电镀的后段进行蚀阻金属的电镀,传统蚀阻方式使用锡铅电镀,为因应无铅趋势大部份厂商已改用以硫酸锡为镀液的纯锡电镀制程。PCB 最终焊垫的表面处理制程目的是将PCB 上铜的焊环、通孔焊垫、零件脚处经金属化或涂布有机膜方式,使焊接处有沾锡性及焊锡性。过去最普遍与最便宜的表面处理制程为喷锡(Hot Air Solder Leveling,HASL),喷锡制程主要使用锡铅合金将PCB 浸到约200℃融熔状的锡炉中,再用热刮风除去表面多余的焊料并吹出通孔内的残锡,由于RoHS 指令禁止铅的使用,PCB 厂商目前提出的替代制程方案有四种较为成熟,分别为有机保焊膜(Organic Solderability Preservatives,OSP)、化学银(ImmersionSilver)、化学锡(Immersion Tin)、化镍金(Electroless Ni & ImmersionGold)。目前PCB 厂商对于外层电镀与表面处理无铅制程上的转换以能因应,因此RoHS 指令的实施对PCB 厂商冲击不大,但材料在转为无卤素后制程中的尺寸稳定度、附着力及更高温焊接对结构的冲击是制程中最需注意。

四、CCL 厂商均有开发无卤素材料传统PCB 上游FR-4 铜箔基板以溴化物来增加难燃性,由于溴化物燃烧时会产生戴奥辛,因此溴化物在RoHS 指令中被列为对禁用物质,但并非所有溴化物都不能使用,RoHS 指令主要禁用多溴联苯类 (PBB)与多溴二苯醚类 (PBDE)。目前铜箔基板厂商主打完全无卤素的环保材料,环保材料的开发主要将卤素系难燃剂以磷系、氮系及无机难燃剂来取代溴的使用,转换为无卤素后树脂的物性或化性会随之改变,制程中与树脂处理或结合的制程均会受影响,因此PCB 制程中电镀性、钻孔对位及化学兼容性都需调整。除难燃剂的转换,受RoHS 影响最大的为无铅化,制程转无铅后焊接温度较原有铅焊接提高34℃,温度的提升对电路板材料及附属组件影响重大,因此在环保材料开发的同时厂商必须开发High Tg 材料来防止板材在高温回焊(reflow)后可能造成的膨胀、裂解问题。国内铜箔基板厂早在2000 年起就开始研发无卤素材料,惟市场未开发需求未能大幅成长,但在欧盟环保法令推动下,05 年下半年已见PCB 厂商采用量增加,预期2006 年起需求成长幅度将更高。目前铜箔基板厂在无卤材料品质上大致无问题,惟部份厂商仍未取得UL 认证,唯有取得UL 认证厂商能领先同业抢占环保基材市占率。目前环保材料在使用量仍不大之下产品价格优于传统FR-4,预期在2H/06 RoHS 指令实施后厂商采用量将扩大,PCB上游材料在用量放大的情况下采购议价权将转移PCB 厂商,预期届时环保材料价格将逐步下滑至合理价格。

五、SMT 转无铅制程对良率影响大过去PCBA 采用有铅的锡铅合金焊接,在RoHS 指令推动无铅化之下,SMT 组装转为无铅焊接,目前无铅焊接规范以美国IPC 与EIA 联合出版的J-STD-001D 为市场最流行的品质允收规格,由于无铅焊接的缺点多良率不易掌控,目前厂商尚未大量导入量产,只有在客户的要求及法令时程的逼近下逐步导入无铅焊接。SMT 转无铅后焊材须由传统有铅锡膏转无铅锡膏,传统有铅锡膏合金为63%锡与37%铅,传统锡铅合金没有专利问题,转为无铅锡膏后因有多种合金组成,各合金组成有不同的专利,目前市场主流无铅合金比例为96.5%锡、3%银、0.5%铜的三元合金,该三元合金专利为日本千住金属所拥有,另有美国爱荷华大学的五元合金锡、银、铜、锌、铋专利,这些皆为目前市场主流的无铅合金组合。焊接材料在转换为无铅锡膏后熔点由183℃提升至217℃,在温度提升下对焊点掌控难度提升,容易造成锡须及良率偏低问题,在IC 封装上更仍易造成BGA 锡球中空问题,由于产业界对无铅焊接规范定义仍持续更新演进中,短期无铅制程转换对组装业影响层面大,良率提升需靠时间来克服。

◆相关公司RoHS 指令影响层面涵盖材料与制程,制程在时间的磨练下可逐步克服,厂商在良率上控制得宜者在接单上具有优势,整体RoHS 指令受益程度最大的厂商应属上游材料厂,主要因RoHS 指令带动材料替换效应,材料厂商将可受惠环保材料替换需求,材料转换初期还可享有价格优势。目前受RoHS 指令推动的环保材料主要有无铅锡膏、无卤素High-Tg 铜箔基板,对厂商获利贡献最大为无铅锡膏,其次为铜箔基板,以下针国内对相关厂商做详细介绍与评析。
一、锡膏厂商 - 升贸(3305)升贸成立于1978 年为国内规模最大的专业焊锡材料公司,主要产品包括焊锡棒、锡球、焊锡丝、锡膏、BGA 锡球等。主要客户包含PCB 厂、SMT 组装厂、系统厂与封测厂等。为就近服务客户,目前除台湾外,于马来西亚、东莞与苏州吴江等设有生产基地。升贸过去以传统焊锡材料锡棒、锡球、锡丝产品为主占营收比重8 成以上,传统焊锡材料稳定成长。在SMT 制程逐渐取代传统波焊制程下,锡膏成为SMT 制程中重要焊锡材料,附加价值高于传统焊锡材料,升贸于2000 年切入锡膏产品。2004 年锡膏出货量达177 吨,以有铅锡膏为主,升贸相较于美、日锡膏大厂切入时间晚,有铅锡膏市场已无法大幅成长,但在RoHS 指令推动下客户逐步导入无铅制程,升贸与美、日大厂同在一样的起跑点,因此升贸无铅锡膏出货量逐月增加,1H/05 锡膏总出货量达130 吨,其中无铅锡膏出货量约9.1 吨,无铅锡膏占整体锡膏出货比重达7%。2H/05 进入电子产业旺季,在主要锡膏客户华硕及新无铅锡膏客户鸿海、广达、仁宝等加入,无铅锡膏出货量逐月增加,3Q/05 锡膏总出货量达90.5 吨,无铅锡膏出货比重提升至19.45%达17.6 吨,4Q/05 在苏州厂11 月新增产能贡献下,锡膏出货量进一步提升至110.1 吨,在RoHS 指令时程逼近下,有铅锡膏出货量逐步下滑,无铅锡膏占整体锡膏出货比重跃升至37.6%达41.1 吨。展望2006 年,有铅锡膏出货量将持续下滑,1 月无铅锡膏出货量即有机会占整体出货量50%,在苏州厂新产能持续调整发挥下,1H/06 单月锡膏出货量可望达50 吨,2Q/06 无铅锡膏占整提锡膏出货量可望达60~70%,2H/06 在RoHS 指令实施下,无铅锡膏占整体锡膏出货比重可望提升至80~90%水准,预估2006 年锡膏总出货量将有机会挑战585 吨较2005年出货量330.6 吨成长77%。无铅锡膏在不同的合金组合下使其售价较有铅锡膏多近一倍水准,毛利率也优于有铅锡膏,升贸在无铅趋势所推动材料的替换下营收与毛利率同步受惠,合并营收逐月创新高,2Q/05 后毛利率逐季成长。预估2005 年合并营收20.24 亿元,YoY+20.57%,合并毛利率20.35%,税后净利2.14 亿元,YoY+50.92%,EPS4.07 元,以现增后股本计算EPS3.81 元。2006 年在无铅锡膏出货量持续成长下预估合并营收27.6 亿元,YoY+36.34%,合并毛利率将跃升至25.8%,税后净利4.04 亿元,YoY+89.2%,EPS7.71 元,以现增后股本计算EPS7.2 元。升贸为RoHS 指令下最大受惠厂商,投资建议维持Overweight。

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