无铅制程知识讲座

ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastertextstyles无铅制程知识讲座PCB於無鉛製程中之選用與影響

焊性可靠性:錫鉛板＞OSP版＞化金版

焊性平整性:化金版＞OSP版＞錫鉛板以業界使用狀況而言,OSP&化金材質之PCB已是導入LeadFree之PCBMaterial主流(化銀板於2002/Q3才正式採用)OSP版需注意雙面版之焊接性衰退現象(尤其在BottomSide是WaveSoldering時)化金版需注意CostDown後之鍍金厚度問題,方能確保品質穩定,同時成本也是考量因素之一(疏孔)目前常用PCB之特點:化金板:平整度及接觸性佳易疏孔,Ni鈍化,價格高…..化銀板:導電性及焊點信賴度佳PCB烘烤易氧化,價格高….OSP板:平整度及價格低廉分多次與單次迴焊………..浸/噴錫:焊接可靠度高平整度差……….SolderPaste於長期印刷中之影響OSnCH3CHCH3CH3COCH3CHCH3CH3CH3CH3OOCH3CHCH3CH3CH3COOH＋SnO(不斷滾動,溫度持續升高,氧化物形成加快)＋H2O増粘作用物質長期滾動與印刷提供熱能所形成之反應松香類酸性物(Sn/Pb:9.5%;Pbfree:11%)

Sn並未消失5010015020010015020025050Sec.pre-heatsoakingcoolingreflow1.5~3.0oC/secBoC230~245oCT2T31.2~2.3oC/sec1.7~2.2oC/secT1CoC220250T1:preheattime:50~80secT2:dwelltimeduringsoaking:60~90secT3:timeabove220oC:15~40secRecommendReflowProfile(PF606-P(Sn-3.0Ag-0.5Cu)145~175oCTwinPeakReflowProfile(PF606-P(Sn-3.0Ag-0.5Cu)對於無法耐熱製程之解決對策理想狀況曲線※積分定義論:以不同之Tmax達到相同之液態點積分理論※所謂最佳之Profile需考量voids,耐熱性,亮點,推拉力…….綜合參考之LeadFree對爬錫性之影響

Sn/Ag/Cu系列Sn/Pb系列D1D2D1:Itwillreducethebendingstresslimitonlead.D2:dependonIPC-610C&IPC-650TM(reliabilitytesting)LeadFree對Void(錫洞)之影響(a)金屬酸化物與有機酸發生還原反應造成水蒸氣生成2RCOOH＋SnO(RCOO)2Sn＋H2O↑(b)有機酸分子間酯化反應造成水蒸氣生成RCOOH＋R’OHRCOOR’＋H2O↑(c)活性不足…..?

Voids(問題解析)活性反應LeadFree對BGAVoid(錫洞)之影響(問題解析)LargevoidsLargevoidsIPC-7095中有明確規範Top/BottomSide之Voids允許範圍對IPC-650TM中可靠度之明確測試客戶要求之檢驗標準LeadFree於Void(錫洞)之對策--Profile・預熱時間:（135～160℃）、100秒・最高温度：260℃・220℃以上時間：45秒・預熱時間:（150～160℃）、170秒・最高温度：235℃・220℃以上時間：70秒

1.温度設定組別A2.温度設定組別BVoids集中於Body下方之LandLeadFree對SolderWicking之影響(問題解析)

IncreaseheatingPCBtemperatureImprovewettingabilityofpad.Reviewreflowtemperatureprofile.

IClead

LeadFree對"焊點亮度"之影響Sn/PbSn/Ag/CuSn/Ag/Cu/Bi亮帶非亮帶幾乎無亮帶表面坑洞與粗糙度決定亮度液固態轉換時間長短決定結晶顆粒焊點亮度之影響–共晶與“固液態”溫度之差異共晶點人類大量使用63/37系列之原因?LeadFree與Sn/Pb強度比較之影響01020304050208218223228238ReflowPeak

温度（℃）接合強度(N)接合強度

Sn/Ag/Cu/Bi接合強度

Sn/Ag/Cu広がりSn/Ag/Cu/Bi広がりSn/Ag/Cu

Reflow於無鉛系統之應用PROFILE精確性PCB變形PID控制性能

Reflow均溫性

Cooling最佳化

LEADFreeIDEAforWindowsofleadfreewillbemorenarrowthanSn/Pbseriesmaterials.

Evenwholeofworld’sreflowhadusePIDcontrolforalongtime,ERSAneverstopleveluptheirPIDparts

Justthereasonofnarrowwindowofleadfreeprofile,youshouldmakesureeverycomponentsonPCBAgotthesilimertempduringwettingprocess.Morewarpage,lowerquality.HowtoletyourPCBAgotthelesswarpageinleadfreeprocessCoolingistheimportantfactorofhighstregth&smoothfillet,crystalizing……..

Reflow之『溫控性』於無鉛系統之應用183℃215℃220℃240℃215℃220℃230℃240℃TLiq:焊接合金之液相區

Tprocess:焊接合金作用區δT=32℃δT=20℃δT=10℃δT=5℃『均溫性』及『陰影效應』於無鉛系統之影響低壓風區產生易導致偏移及元件品質低劣陰影效應一般常見於密度高及元件複雜之產品上,但導入無鉛後會因無鉛產品需更高的溫度及溫控精確性,使得陰影效應會更加放大而導致不良率的提昇.均溫性同時發生在無鉛導入時,由於無鉛導入時需更佳更高同時更精確之溫度