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環保和半導體回憶二十多年前，將半導體內的有毒原材料停止使用後，用別的原材料代替過程。（作者：朱池山）

05/06/2022

1970后期當時全球各界開始關注環保意識，全球先进国家都考慮將鉛（有毒）金属材料從各种原料或者其他产品内排除掉（用其他材料代替鉛）。在1974年新款汽车就开始使用無鉛汽油。

由于醫療團隊和環保團體的研究，發現半导体產業，生产半导体所需的元素和化学材料中，有一部份元素和材料，對半导體生產的員工健康會產生危害的。雖然，在生产过程中暴露于健康危害的表现通常发生在低水平，毒素的影响可能需要几十年才能显现出来。但是，大家都認為這是對人類的健康危害是非常嚴重的。2002 年歐洲國家開始要求在電子產業上實現無鉛家用電器產品。跟隨日本和世界各國都認為，要將所有有毒的元素和化學物質在半導體和電子產品中排除掉。

國際環保要求禁止使用下面這些元素和化學物質在電子和電子產品内（包括半導體）共有10種。

（RoHS =“Restriction of Hazardous Substances in electrical and electronic Equipment”. ）以下是：鉛，汞，鎘，CrVI, PBB, PBDE, DEHP, BBP, DIBP, DIBP.等。

The substances banned under RoHS are lead (Pb), mercury (Hg), cadmium (Cd), hexavalent chromium (CrVI), polybrominated biphenyls (PBB), polybrominated diphenyl ethers (PBDE), and four different phthalates (DEHP, BBP, BBP, DIBP).10 banned substances.

半導體公司在自己的產品上一定要提供：

检查清单并将危害信息添加到 Excel 电子表格后，计算了化学产品的特性，包括使用的产品数量及其成分、包括原材料的重量和成份。每個產品都付帶著國際承認的試驗室分系報告。在有毒元素和有毒化學原料，一定要符合國際環保的標準要求（一般的是0.1%以下）。

RoHS 合规性意味着产品已通过独立权威机构的 10 种禁用物质测试，并且测试确认这些物质的含量低于RoHS 的要求。

RoHS compliance means that a product has been tested for 10 banned substances by an independent authority, and that the tests confirmed levels of the substances below the RoHS threshold.

因為環保的概念逐漸增加，除了歐洲嚴格要求，在半導体内不可以用有毒元素和化學物質外，日本也加入這個要求，所以，在2001年後，凡是賣給日本電子產業的半導體公司都需要擁有：

日本索尼綠色證書

日本索尼公司（Sony)将合作生产环境敏感产品的供应商指定为绿色合作伙伴。索尼于 2001 年制定了“索尼绿色合作伙伴标准”，旨在鼓励供应商引入绿色合作伙伴环境管理体系。Sony established the “Sony Green Partner Standards” called Sony Green Standards” in 2001 with the aim of encouraging suppliers to introduce Green Partner environmental management systems.

二十多年前，我代表公司參加美國的電子工業協會和積成電路產業協會。每三個月在美國國內不同的城市開一次會，為期三天，討論半導體封裝的機械制圖和材料。確定圖型後，又同日本和歐洲恊商，全球的設計都同一規格。宗旨是全美和全球生產的半導體都是同一規格，這樣不同公司生產的產品，都是同一規格，電腦，電視，音響和任何電子產品製造商都可以用，方便全球電子產品。1995年後，在美国的半導体恊会上，也提出‘廢除在積成電路外殼封裝上的有毒金屬時間表’。2003年開始逐漸減少鉛的使用，2006年，半導體鍍外部鍍鉛就要求全部停止。另外半導體封裝廠都要提供材料使用產品數量及成分，例如塑膠，銅，金，銀，錫，鐵，鎳等的成份重量。

舊產品用鉛元素是因為鉛和錫的混合物，在半導體電子產品的焊接作業上在183c的溫度就會開始溶化去完成焊接作業。那時，醫學界還沒有發現電子產品的鉛對人類的健康產生危害，後來，逐漸發現兒童的新症患者同鉛中毒有很多關連，所以全球先進國家就要求停止用鉛元素在所有的半導體和電子產品內。

我們開始找尋代替鉛的元素計劃。在半導體協會內討論研究試驗後，在半導體外表電鍍上, 大家決定用錫銀銅合金材料代替錫鉛混合材料。還是用鈀元素來代替錫鉛，（但是鈀元素比較貴，不付合經濟效益，只是在少數的情況下才能使用）在錫鉛焊接方面，溫度上升到183C度就開始溶解，溫度和材料控制比較容易，但是錫銀銅的溶點是231.9C, 才能開始溶解，所以，剩下的材料都需要能承受在比較高的溫度。在電視電腦和所有電子產品表面組裝焊接的溫度要提高到250C才能將半導體焊接上去，所以所用的材料都要求可以承受高溫。由于这些合金的熔点较高，因此热分布也需要均衡（最佳狀態）以避免组件和电路板温度过高。通常锡银铜合金（无铅）的峰值温度范围在 235 至 245°C 之间另外也考慮材料的熱漲冷縮影響半導體的功能。在表面組裝焊接爐內的溫度曲綫的設定是非常重要，準確的溫度曲綫，才能使焊接錫銀銅膏回流焊接。冷卻後形成固體，完全焊接作業。另外半導體內不能有水份，否則在高溫下，水蒸氣會衝破半導體內的結構，變成廢品，所有會產生破壞性的問題都考慮進去，經過很多的試驗，改良和創新。我們成功的將我們的半導體產品做到世界環保的要求，同時，我們也同日本材料供應商合作，選擇適合的原材料，開始做各種不同的封裝半導體的樣品，送給國際公認的化學試驗室去做元素和化學物質分系，將所有的原材料的重量和百分比計算出來，也將有毒的元素和有毒的化學物質百分比計算出來，成功的達到國際環保的要求。在我們的半導體產品上打上無鉛的代號，得到世界認同，同時也將資料送到日本，取得索尼公司的綠色證書，可以將產品推進日本巿場。到至今，公司繼續用相同之技術，源源不斷的生產無鉛半導體，感到十分興慰.

結論：在未來的發展趨勢，電子和半導體產品都會走向綠色環保。只要發現任何元素或是任何化學物質對人體有害，工業界都會將它從產品中排除的。大家努力去實現環保的理念。