- 为什么传统的板卡会使用铅?
铅是一种银灰色的金属,质地较软,比重为11.35,熔点为327.4℃,是金属中熔点较低的一种,因此铅容易冶炼、加工,并可制成各种合金。由于在金属铜之中加入锡/铅组成的合金可以让熔点大幅降低,因此中国早在商代就出现了青铜合金(青铜可以是铅铜、锡铜或者锡铅铜三元合金)加工工艺!
而在当今发达的大规模集成电路(PCB)领域,使用焊锡将各种电子元件焊接在PCB上是最常见的工艺,其原理与中国古代青铜冶炼工艺其实是一致的,都是为了降低合金熔点。现在无论芯片多么先进、无论采用直插或者贴片电容,都需要使用焊锡将它们集成在PCB上,因此焊锡可以说是电脑制造领域使用最广泛的一种原材料。
焊锡并非纯锡金属,焊锡一般是由锡、铅等低熔点的金属合成的(大概锡63%,铅37%),一般来说合金的熔点低于组成它的任何一种金属,锡熔点是231.89摄氏度,铅的熔点是327.4摄氏度,而标准焊锡的熔点只有183摄氏度!低熔点能够让焊接工艺的难度大幅降低,在生产、制造、成本等方面都有极大的优势,同时很多电子元件的耐高温性能很差,而合金焊锡令人满意的熔点温度实现了这些元件的安全焊接,这就是铅被大量使用的原因!
2、铅材质对人体的影响?
铅是已知毒性最大的金属污染物之一,它是一种可以长期滞留于体内的累积毒物。铅可以抑制酶的某些基本功能,当铅在体内累积到一定量,将对肾、肝、心及神经系统造成损害,这种物质会破坏人的神经系统、血液系统以及肾脏,严重时可引起神经麻痹、痴呆或狂躁、视力减退甚至失明。在我们使用电脑的电路板中含有大量的铅。铅在高温下可逸出大量铅蒸气,其实铅在低温下就会造成挥发,这是它危害人体健康的重要原因。
前面写了那么多,就是为了向大家说明含铅焊锡在集成电路中的大规模使用严重危害到了人类的健康。铅虽然是金属,但其挥发性远高于其他金属(尤其是板卡芯片发热越来越大的今天),现在绝大多数人使用电脑的时间都很长,因此不知不觉中就会有大量铅元素进入人体内。
年轻人免疫力强不会意识到问题的严重性,但重金属进入人体内几乎是永久性的,随着体内积聚越来越多的重金属,对健康的危害就开始显露出来了,尤其是步入中年以后,更可怕的是可能对生殖能力造成影响、甚至遗传到下一代!
- 什么是ROHS规范?
ROHS(Restriction of Hazardous Substances)是由欧盟立法制定的一项强制性标准,主要用于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。在这项法令中,明确规定了电子产品不得使用镉、六价铬、铅、汞、PBB (多溴联苯)和PBDE (多溴二苯醚)等材料,该法令将在2006年7月1日开始生效实施,届时,所有在欧盟生产或销往欧盟的电子产品,都必须符合ROHS标准。
与ROHS相应的还有WEEE法令,这项法令规定了自2005年8月13日起,欧盟市场上流通的电子电气设备的生产商,必须在法律意义上承担起支付自己报废产品回收费用的责任,包括生产企业采用易回收的设计,并确保达到规定的回收率。考虑到回收技术和建立回收体系的复杂性,以及企业的成本和承受能力,WEEE并没有在2005年8月13日开始强制执行,而是规定了8年(大型设备10年)的过渡期。在过渡期内,生产企业需要逐渐向标准靠拢并最终实现WEEE的各顶标准。
- 导入ROHS规范对成本的增加
以主板为例,由于要制造出符合RoHS标准的产品需要重新导入无铅化制程,所以相关主板得生产成本均有所增加。有主板厂商曾经公开表示,生产上全部导入RoHS之后,如果主板能够达到100万片的销量,每片主板成本将增加大约3~5块钱。此外,生产线上设备的投入也不小,光是检测主板成分的检测仪器,每台售价就高达100万人民币。
另外,即便是产能充裕的大型代工厂商,要将设备全部过渡到无铅工艺也需要巨大的投入。所以未来一段时间不少厂商将会出现无铅/有铅工艺并存的局面,当然,有铅显卡主要还是销往国内!
前面已经分析过了,焊锡中加入铅主要是为了降低合金熔点,低熔点能够大幅提高元件的焊接性能、减少设备投入,而且也能够正常焊接部分耐高温能力差的元件。因此工厂在导入无铅工艺之后,焊锡的焊接性能有所下降,对设备和工艺的要求更高了,理论上说无铅工艺比有铅工艺显卡的品质可能要差一些!
实际上并非如此,一条生产线要引入无铅工艺,厂商已经妥善地解决了高温焊接所出现的一切问题,尽可能避免耐高温性较差元件的使用,所以显卡品质方面无需特别在意。然而如果是有铅工艺的话,反而会有令人意想不到的问题产生!
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