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發表於: 星期五 七月 04, 2003 6:19 pm    文章主題: 銲錫膏的特性評價表 銲錫膏的特性評價表 1.適用範圍 本附件，就銲錫膏的特性評價表加以規定。 2.銲錫膏的特性評價表 需記載下列事項。 (1)銲錫的成份( 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 值) (2)助銲劑含有量(分析值) (3)氯含有量(分析值)：% (4)在印刷速度D1裡的粘度 但是D1值以螺旋式粘度測定時，印刷速度：6s-1(相當於回轉速度：10RPM)。 (5)銲錫球試驗結果 (6)印刷性 (7)流動性，記載如下。 (a)粘度~印刷速度特性 (b)變遷指數 (c)粘度非回復率 (印刷時及加熱時的崩塌，記載如下。 (a)印刷時的崩塌 (b)加熱時的崩塌 (9)粘著性 (10)濡潤效力及濡潤不良 (11)迴銲後錫膏殘留物的粘著性 (12) 洗淨性 (13) 殘留物的腐蝕性 (14) 絕緣扺抗的試驗 (15) 遷移試驗 遷移試驗 1.適用範圍 本附件在銲接部的高溫、加溼條件下評價有無遷移的發生的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 而加以規定。 2.試驗方法 本試驗法將銲錫膏迴銲後，在基板上的2個電極間印加電壓，確認有無遷移發生。 3.裝置、器材及材料 (1)恒溫恒溼槽 能設定、維持溫度40±2℃及85±2℃，相對溼度85~90%及90~95%的設備。 (2)絕緣扺抗計 能讀取用電壓DC 100V量測達1014Ω高阻抗的的設備。 (3)hot plate 能設定、維持溫度260±3℃的器具。 (4)乾燥器 能設定、維持溫度60±3℃及150±3℃的器具。 (5)試驗基板 使用附件3.3(5)所規定的東西。 4.試驗條件、試驗片 (1)試驗條件，如下。 (a)溫度40±2℃，相對溼度90~95%，1000小時 (b)溫度85±2℃，相對溼度85~90%，1000小時 (2)試驗基板的前處理，如下。 (a)用軟毛刷在純水中刷約30秒。 (b)用純水充份沖洗。 (c)用軟毛刷在異丙醇中刷約30秒。 (d)用異丙醇沖洗。 (e)在設定60℃的乾燥器中乾燥3小寺。 (3)試驗片的調整，如下 (a)銲錫膏的塗佈法，在梳形電極重疊部的電極均勻印刷銲錫膏厚約100μm(使用吻合梳形電極的模型之經加工成條狀的100μm厚鋼版)。 (b)銲錫膏的溶融，放入設定150℃的乾燥器中2分鐘，接著放在保持溫度260℃的hot plate上溶融30秒(銲錫溶融後要能保持15秒以上)，放冷後成為試驗片。 (c)有必要清洗之試驗片的調整 水溶性等助銲劑等有必要清洗之試驗片的清洗，依附件13實行之。 5.試驗順序，如下。 (1) 在各電極配線，顧慮凝集水滴不會滴落到梳形板的模型上，順依4.(1)所示之條件，將試驗片放入所設定之乾淨的恒溫恒溼槽，在電極間印加電壓 DC45~50V。 (2)在試驗片投入恒溫恒溼槽後1000小時，自槽內取出用放大鏡(20倍以上)確認遷移情況。 6.用3個試驗片試驗 7.評價方法 用放大鏡如看到一極往另一極生成樹枝狀的金屬的話，即可判定有遷移發生。 洗淨性試驗 1.適用範圍 本附件就迴銲後在PC板上殘留離子性物質的量，評價洗淨性的方法加以規定。 2.試驗方法 測定清洗後PC板上殘留的離子性物質的量之洗淨液的比阻抗，將其值換算成等單位面積的NaCl量，評價其洗淨性。 離子殘留值 3.裝置、器具及試驗液 (1)電氣傳導 測定短路或與其同等精度的測定器 (2)聚乙烯製燒杯及漏斗 (3)聚乙烯製清洗瓶 (4)2L燒杯3個 (5)附有攪拌的熱盤(可控制回轉數及溫度的東西)3台 (6)回轉子(鐵氟龍製45mm長‧棒狀) 但是，如果是用可燃性清洗液試驗時，就需將(5)及(6)的裝置更換如下。 (a)通風槽 (b) 防爆型熱盤 (c) 防爆攪拌機 (7) 絕緣基板固定籠 2個(避免回轉子和基板接觸而使用) (8 ) 絕緣抵抗基板 使用4.9 4.9.3(5)規定的東西 (9)試驗液 異丙醇(試藥)和蒸餾水或脫離子水以75：25(容量比)的比例混合的東西，其抵抗值至少需在6×104Ωm以上。 (10)清洗液A：乙醇、異丙醇 清洗液B： 烯系等高沸點溶劑 清洗液C ：鹼化清洗劑 清洗液B：水 4.清洗順序 (1)清洗試驗基板的製作 將附件3所規定的絕緣扺抗試驗基板9片，銲接處理之後，使用樹脂系助銲劑時，在銲接後1小時內，使用其它的助銲劑則在3分鐘內清洗。 (2)清洗液的準備 (a)清洗液為A時，準備3個2L的燒杯(區分為A、B、C)在通風槽(draft chanber)內，將清洗液1.5±0.1L注入各個燒杯。將燒杯放到防爆型熱盤上，用防爆型攪拌機以620±50rpm邊攪拌並將清洗液A保持40±3℃。再者，基板固定的洗淨籠各放在燒杯裡。又此時的清洗液量經常保持在1.5±0.1L。 (b)清洗液為B、C時，準備3個2L燒杯(A、B、C杯)，將清洗液1.5±0.1L注入A燒杯，蒸餾水或脫離子水1.5±0.1L注入B、C燒杯。各燒杯使用回轉子以620±50rpm攪拌並保持在溫度50±3℃。再者，基板固定的洗淨籠各放在燒杯裡。但是，清洗液的引火點在60℃以下時只有A燒杯放在設定比引火點低10℃溫度的通風槽內加溫。 (c) 清洗液如為D時，準備3個2L燒杯(A、B、C杯) ，將蒸餾水或脫離子水1.5±0.1L注入各燒杯，用回轉子以620±50rpm攪拌並保持在溫度50±3℃。 (3)清洗方法 3.1清洗液A的時候 (a)將試驗片放到A燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (b)取出的基板用100ml清洗液沖洗。 (c)將該基板放到B燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (d)再用100ml的清洗液沖洗。 (e)放到C燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (f)用100ml的清洗液沖洗。 (g)用80℃的熱風乾燥1分鐘。 3.2清洗液B及C的時候 (a)將試驗基板吊在A燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (b)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (c)將基板放到B燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (d)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (e)將基板放到C燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (f)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (g)用80℃的熱風乾燥3分鐘。 3.3清洗液D的時候 (a)將試驗基板吊在A燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (b)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (c)將基板放到B燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (d)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (e)將基板放到C燒杯，邊攪拌邊浸漬1分鐘後取出。 (f)用100ml的蒸餾水或脫離子水沖洗。 (g)用80℃的熱風乾燥3分鐘。 5.清洗性測定方法 (1)使用電氣傳導度測定短路時 (a)將試驗基板吊在燒杯中 (b)燒杯上放置適當大小的漏斗 (c)試驗基板以每1㎝2均勻注入1.55ml的試驗液直到能回收試驗液為止，最少需用1分鐘以上的時間。 (d)所謂試驗基板的面積，是指基板2面的面積。 (e)將9片試驗基板經清洗回收後試驗液的比扺抗，用電氣傳導度測定短路或用同等精度的測定器來測定。 (f)由電氣傳導度所測定的離子性殘留物的量，依附件13圖1換算成每單位面積的NaCl量。 (2) 靜態法時，依靜態法裝置的指示順序測定。 (3) 動態法時，依動態法裝置的指示順序測定。 6.洗淨性的評價 洗淨性的評價，由比阻抗值換算成μgNaCl/㎝2再加以評價。 附件13表1 各種試驗法及清淨度的值 試驗法 洗淨性良好規格值(參考值)μgNaCl/㎝2 電氣傳導測定短路靜 態 法動 態 法 1. 56以下2. 2以下3.1以下 備註 洗淨液C時，則不適用 迴銲後的銲錫膏殘留物的粘著性試驗 1.適用範圍 本附件就迴銲之銲錫膏殘留物的粘著性的評價方法加以規定。 2.試驗方法 在銲錫浴槽中的溶融銲錫表面放著印刷銲錫膏的銅板試驗片，使銲錫膏溶融，之後，將此試驗片放冷直到室溫為止，加上滑石粉，以滑石粉的去除程度來評價錫膏殘留物的粘著性。 3.裝置、材料及器具 (1)砂紙(600番) (2)脫脂溶劑 丙酮、異丙醇 (3)滑石粉 (最大粒徑0.01mm) (4)銅板 (50×25×0.5mm) (5)鋼版 厚0.2mm、直徑6.5mm的孔有４個，距中心的距離10mm。 (6)銲錫浴槽 使用100×100×75mm以上規模的銲錫浴槽。 (7)刮刀 (8 ) 鑷子 能由銲錫浴槽的溶融銲錫表面將試驗片取出的東西。 (9)軟毛刷 直徑約7mm(駱駝毛或類似品) 4.試驗順序 (1)將試料的銲錫膏輕輕攪拌，均勻之後做為試驗用(有必要時將銲錫膏放置直到室溫為止)。 (2)為去除銅板表面的氧化物，用溼的600番砂紙輕輕研磨。之後，用鑷子夾試驗片在流水中清洗，接著用純水沖洗，再用丙酮或異丙醇沖洗，最後在空氣中乾燥，盡量快些使用或保存在密封的容器內並在1小時內使用。 (3)在銅板上放置乾淨的鋼版，在鋼版上供給少量的銲錫膏，用刮刀將銲錫膏完全填充鋼版上的模孔中之後，將鋼版取下即成為試驗片。 (4)銲錫浴槽的溫度，如試驗Sn63/Pb37及Sn60/Pb40的銲錫膏時，溫度設定在235±2℃(VPS時215±2℃)，如為其它的合金時，則以該合金的液相線溫度高50±2℃為設定溫度。 (5)用鑷子或適當的方法，將試驗小心放到銲錫浴槽之溶融銲錫的表面，直到試驗片的銲錫融解為止，一直放在銲錫浴槽的溶融銲錫表面，溶解後再持續5秒鐘，加熱後將試驗片小心從銲錫浴槽取出，水平放置在室溫30分鐘。 (6)接著，將滑石粉充份灑在試驗片上的助銲劑殘留物的表面，再用軟毛刷輕輕刷拭表面。 (7)亦可用測定濡潤效力的試驗片來加以評價。 5.評價方法 如果滑石粉很容易用軟毛刷拂拭掉的時候，即可確定助銲劑沒有粘著性。又滑石粉不能去除或不容易去除時，即助銲劑有粘著性。 銲錫球試驗 1.適用範圍 本附件為銲錫膏在迴銲時對銲錫球的發生程度加以測定‧評價的方法加以規定。 2.試驗方法 把銲錫膏放在銲錫不會濡潤的基板上溶融，銲錫膏中的銲錫粒子以特定的條件測定其凝集性能。 3.器具及材料 (1)氧化鋁(alumina)基板(25×50×0.6~0.8mm)或 glass(76×25×1mm) (2)在鋼版(25×50×0.2mm)的中央.有6.5mm的孔或使用附件12所規定之殘留物的粘著性試驗用的鋼版亦可。 (3)銲錫浴槽(solder bath) 尺寸100×100×75mm或同等品。 (4)鑷子 (5)刮刀(spatula) (6)oven(予備加熱用) (7)放大鏡 10~20倍(全景觀察用)，50倍(銲錫球觀察用) 4.測定順序 (1)銲錫浴槽的溫度，以Sn63/Pb37及Sn60Pb40的銲錫膏試驗時，溫度設定在235±2℃(VPS時為215±2℃)，又如為其它成份的銲錫膏時，設定溫度為比該合金的液相線溫度高50℃。 (2)將試料用的銲錫膏輕輕攪拌使其均勻。有必要時等銲錫膏回復至室溫為止。 (3)在氧化鋁基板(或 glass)上放上鋼版，用刮刀印刷錫膏直到鋼板上孔補滿為止，拿起鋼板確認直徑為6.5mm、厚度0.2mm，以此為試料。試料準備2個。 (4)2個試料中一以條件a，另一以條件b，以(5)的要領加熱融解。有必要時以150℃‧1分鐘預熱。 條件a 印刷後1小時以內 條件b 印刷後在相對溼度(60±20)%、溫度25±2℃放置24小時後 (5)用刮板將銲錫浴槽的銲錫表面刮乾淨，將試料以水平放在銲錫液面，自銲錫膏溶融起5秒後，將試料由銲錫液面以水平方式取出，試料的銲錫放置直到凝固冷卻為止。 5.評價方法 凝固銲錫的外觀全景(銲錫球的擴散形狀)用10~20倍的放大鏡，又銲錫球的粒徑、數量用50倍放大鏡來觀察。依附件11表1及附件11圖1所規定的銲錫粒子的凝集狀態而加以評價。 附件11表1 銲錫粒子的凝集狀態 銲錫的凝集程度 銲錫凝集狀態的說明 圖示例 1 銲錫(粉末)溶融，銲錫成為一個大球，周圍沒有錫球。 2 銲錫(粉末)溶融，銲錫變成一個大球，在周圍有直徑75μm以下的錫球在3個以下。 3 銲錫(粉末)溶融，銲錫變成一個大球，在周圍有直徑75μm以下的錫球在3個以上，未成半連續的環狀。 4 銲錫(粉末)溶融，銲錫變成一個大球，在周圍有多數的細球成半連續的環狀排列‧ 5 上記以外的東西 發表於: 星期五 七月 04, 2003 6:15 pm    文章主題: 濡潤效力及濡潤不良(De-wetting)試驗 濡潤效力及濡潤不良(De-wetting)試驗 1.適用範圍 本附件為測定評價銲錫膏的濡潤效力的方法加以規定。 2.試驗方法 銲錫膏中的銲錫在溶融狀態下，在平坦的基板上擴散到何種程度，以特定的條件來測定。 3.裝置、器具及材料 (1)試驗板 試驗板以下列所示2種的銅板及黃銅板。 (a)銅板 JIS H 3100適合C1201P或C1220P的磷脫酸銅板，尺寸為50×50×0.5mm (b)黃銅板 JIS H 3100適合C2680P的黃銅板，尺寸為50×50×0.5mm (2)砂紙(600番‧耐水) (3)異丙醇 (4)鋼版 厚0.2mm、直徑6.5mm的孔4個，開在距中心處10mm位置。 (5)spatula(刮刀) (6)刮刀(scraper) (7)手套 (空器循環乾燥器 (9)銲錫浴槽(solder bath) 尺寸100×100×75mm以上，在Sn60/Pb40的銲錫時，能保持溫度235±2℃或215±2℃的東西，浸漬器具需使用低熱容量的東西。 4.試驗順序 有關銅板及黃銅板的兩試驗板，各試驗一次。手不要接觸到試驗板，以下的作業需帶手套實行之。 (1)將銲錫浴槽設定在溫度235±2℃。如考慮用VPS時則設定在215±2℃。 (2)銲錫膏放置到與室溫相同為止。 (3)用異丙醇將銅及黃銅的試驗板擦拭乾淨。 (4)將試驗片的單面用砂紙沾水研磨。首先，同一方向研磨，接著再以先前呈直角的方向研磨。 (5)用異丙醇再次擦拭表面。 (6)將銲錫膏用刮刀(spatula)攪拌均勻。 (7)表面研磨後的1小時內，把鋼板蓋在表面。 (8 ) 塗抹銲錫膏，用刮刀將鋼板上的孔完全塗滿。 (9)自基板取下鋼板。 (10)如有預備乾燥時，將塗有銲錫膏的試驗板放到150℃的空氣循環乾燥器裡處理1分鐘。 (11)銲錫溶槽的表面用刮板加以清除乾淨。 (12)為使溶融銲錫與基板有一良好的熱接觸，將表面塗有銲錫膏的基板以水平放置在銲錫浴槽上加熱。 (13)自銲錫融解起5秒後，將基板以水平方式自銲錫浴槽中取出。 (14)以水平位置放置直到基板上銲錫固化為止。 (15)檢查擴散程度。 5.評價方法 擴散程度依附件10表1所示之擴散狀態以區分表示。 附件10表1 擴散程度 擴散程度的區分 擴 散 狀 態 1 由銲錫膏融解的銲錫，把試驗板濡潤，擴散到所塗佈銲錫膏面積以上的狀態。 2 塗佈銲錫膏處完全為銲錫所濡潤的狀態。 3 塗佈銲錫膏處大部份為銲錫所濡潤的狀態(亦包含有De-wetting)。 4 試驗板並無銲錫濡潤的樣子，溶融銲錫變成一個或多數量錫球的狀態(Non-wetting) 備註1.在黃銅板上，銲錫因毛細現象，沿著銼刀的溝有時會擴散到主要擴散面積以外的地方，此多餘的擴散為無光澤，可不予理會。 2.有時亦會有極細小的小錫球，此為迴銲不均勻所致，不特別加以評價。 3.將銲錫浴槽設定235±2℃的理由，為考慮使用共晶銲錫。有關共晶銲錫以外的合金時，銲錫浴槽設定溫度為比合金的液相線溫度高50±2℃。使用VPS時，試驗溫度設定在215±2℃。 發表於: 星期五 七月 04, 2003 6:15 pm    文章主題: 粘著性試驗 粘著性試驗 1.適用範圍 本附件為計測評價銲錫膏粘度的程度，而加以規定。 2.試驗方法 粘著性在特定測定條件和銲錫膏的乾燥時間裡，圓柱形探針的平坦的尖端部份及平坦的銲錫膏之間分離時之必要最大的拉力應力，加以測定，再評價其值。 3.測定裝置及材料 (1)粘著性測定裝置 (2)鋼版 有4孔，厚0.2mm直徑6.5mm。 (3)圓柱形不鏽鋼製探針 直徑5.10±0.13mm，裝置在粘著性測定裝置的加壓線。探針的底面為平坦，和銲錫膏試料的表面呈平行的東西。 (4)Slide glass板(76×25×1mm) (5)固定器 能固定Slide glass的東西。 (6)溶劑 異丙醇等能去除探針的油脂，適用於溶解膏狀的助銲劑的東西。 4.測定順序 (1)使用鋼版，將銲錫膏印刷在玻璃板上，做4個直徑6.5mm、厚度0.2mm的圓形銲錫膏。又不得有銲錫粒子由這些圓形的銲錫膏分離出來，4個印刷模型厚度要均等。 (2)在上述的順序所準備的試料，在試驗前需保存在溫度25±2℃，相對溼度(50±10)%的條件裡。 (3)將試驗用試料放在探針的下方，調整探針在所印刷的4個模型的其中之一的中心。以2.0mm/s的速度將探針降下到所印刷的銲錫膏中，以50±5g固定的壓力加壓。加壓後，0.2秒以內以10mm/s將探針自銲錫膏提起，記錄剝離所需最大荷重。用相同條件測定5次，取平均值。接著由荷重值來算出粘著強度(KN/m2)。 (4)在上述的順序，求印刷後的經過時間及粘著強度之間的關係。 5.評價方法 由銲錫膏印刷後的經過時間及粘著強度來評價粘著性。 加熱時的崩塌試驗 1.適用範圍 本附件為銲錫膏在迴銲 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 加熱時評價崩塌舉動的方法加以規定。 2.試驗方法 銲錫膏在特定的加熱條件下，在銅張積層板上之擴散程度加以評價。 3.設備及材料 設備及材料，如下。 (1)用(I)3.0×0.7mm或(II) 3.0×1.5mm2種模型，將其由0.2mm到1.2mm止以逐次漸加0.1mm方式配置之2種模型厚0.20＋0.001mm的黃銅板或者不鏽鋼板(附件7圖1參照)。 (2)銅張積層板(80×60×1.6mm) (3)空氣循環式加熱爐(加熱溫度：200℃以上) (4)砂紙(600番) (5)異丙醇 4.測定順序 測定順序，如下。 (1)用砂紙研磨銅張積層板，用異丙醇清洗。 (2)將鋼版置放在銅張積層板上，使用適當的刮刀(squeegee)來印刷錫膏，然後拿開鋼版。 (3)在空氣循環加熱爐中，將印刷過的試驗板加熱1分鐘。共晶銲錫時為150℃，低融點銲錫時為比固相線溫度低10℃。 (4)2種模型的5列之中，測定記錄所印刷的銲錫膏全體不會變成一體的最小間隔。 5.評價方法 內容同(4) 印刷時的崩塌試驗 1.適用範圍 本附件為自銲錫印刷後到迴銲加熱前，評價崩塌舉動的方法加以規定。 2.試驗方法 銲錫膏在特定的條件下，評價在銅張層板的擴散程度。 3.設備及材料 設備及材料，如下。 (1)有(I)3.0×0.7mm或(II)3.0×1.5mm2種模型，將其由0.2mm到1.2mm為止，以0.1mm依次遞增配置之2種模型，厚度0.20＋0.001mm的黃銅板或不鏽鋼板(附件7圖1參照)。 (2)銅張積層板(80×60×1.6mm)。 (3)空氣循環式加熱爐(加熱溫度：200℃以上)。 (4)砂紙(600番) (5)異丙醇 附件7圖1 崩塌評價試驗用鋼板 4.測定順序 測定順序，如下。 (1)用砂紙研磨銅張積層板，用異丙醇清洗。 (2)將鋼版放在銅張積層板上，使用適當的刮刀(sgueege)來印刷銲錫膏，之後拿開鋼板。 (3)在室溫裡保管試驗板1小時。 (4)在2種模型之中的5列，測定記錄所印刷的銲錫膏全體不會變成一體的最小間隔。 5.評價方法 在2種模型中的5列，所印的銲錫膏全體不會變成一體的最小間隔加以評價。 流動性試驗 1.適用範圍 本附件就銲錫膏的印刷性有密切關係之粘性~印刷速度特性、變遷性(變遷指數、粘度非回復率)及噴嘴流銲法的銲錫膏堆積量試驗及其評價而加以規定。 2.試驗方法 試驗方法，如下。 2.1螺旋式(spiral) 螺旋式粘度計為外筒轉動，有螺旋溝的內筒靜止不動的構造，堆積在其內外筒之間的空隙或螺旋溝的銲錫膏，隨著外筒的回轉由導入口進入，由螺旋溝上來由排出口排出。此時，將銲錫膏所受印刷壓力由內筒所受扭力而檢知，由外筒的回轉數求得粘度特性。更而由此粘度特性而算出其它的流動特性。 3.裝置及材料 3.1螺旋式粘度測定 (1)螺旋式粘度計 (2)測定器本體內藏之恒溫槽或外部恒溫槽 (3)POLY容器或銲錫膏用500g容器 (4)記錄器(掃瞄式記錄器) 4.測定順序 測定順序，如下。 4.1螺旋式粘度測定 (1)將銲錫膏放在室溫或25℃裡2~3小時。 (2)將銲錫膏容器的蓋子打開，用刮刀(SPATULA)避免空氣混入小心攪拌1~2分鐘。 (3)將銲錫膏容器放入恒溫槽。 (4)回轉速度調整在10RPM，溫度設定在25℃，約3分鐘後確認被Rotor所吸取的銲錫膏出現在排出口後，停止Rotor回轉，等到溫度回復穩定為止。 (5)溫度調整完後，設定10RPM，讀取3分鐘後的粘度值。 (6)接著設定3RPM的回轉速度，在回轉狀態下放6分鐘。 (7)讀取6分鐘後的粘度值。 (回轉速度由3→4→5→10→20→30→10RPM變化，讀取在3，10，30，10RPM時的粘度值。讀取時間各為6，3，3，3，1~3，1~3，1分鐘。 5.評價方法 銲錫膏的流動性，以粘度測定結果為基本，求下列所示粘度-印刷速度曲線、變遷性(變遷指數及粘度非回復率)，再對這些特性加以評價。 5.1粘度—印刷速度特性 由前項的測定所得到的粘度值，求得粘度—印刷速度曲線(㏒η-㏒D)。η：粘度，D：印刷速度。 但是，D1＝1.8s-1[3 RPM]：螺旋式 D2＝18s-1[30 RPM] 5.2變遷指數(TI) 由前項的測定而之粘度—印刷速度曲線圖(附件6圖2參照)，變遷指數(TI)由速度的變化而求得粘度變化傾向(用常用對數來表示)。 TI＝㏒(η1/η2)/ ㏒(D2/D1) η1：印刷速度D1時的粘度 D1：印刷速度 η2：印刷速度D1時的粘度 D2：印刷速度 但是，D1＝1.8s-1[3 RPM]：螺旋式 D2＝18s-1[30 RPM] 5.3粘度非回復率(R‧Rs) 粘度非回復率R‧Rs，在某設定之回轉數裡，測定粘度ηb或η1之後，依次變化回轉數，測定粘度，回復到原本設定的回轉數時的粘度測定值ηa或η3，依下式算出粘度非回復率R‧Rs。(附件6圖3) (1)以螺旋方式的粘度非回復率( R ) R＝[(ηb-ηa)/ ηb]×100% ηa：印刷速度6s-1時的初期粘度 ηb：印刷速度6s-1時的回復粘度 η1:印刷速度5s-1時的初期粘度 η3:印刷速度20s-1時的回復後粘度 注：印刷速度在螺旋式時：(RPM)×0.6S-1 銲錫膏的印刷性試驗 1.適用範圍 本附件是印刷初期及連續印刷時，就所印刷銲錫膏的形狀、尺寸及其安全性試驗與評價方法加以規定。 2.試驗方法 使用評價印刷性之標準印刷模孔，將所要評價的銲錫膏印刷在銅張積層板上，所印刷銲錫膏的平面形狀及厚度(分佈)，甚而在連續印刷時測其安定性，就其印刷性加以評價。 3.印刷裝置及材料 3.1印刷機及印刷條件 (1)網版印刷機 形式、種類 (2)網版的種類 鋼版等 (3)刮刀(Squeegee) 硬度、角度 (4)刮刀(Squeegee)速度(印刷速度) (5)印刷壓力或者刮刀(Squeegee)擠壓量 (6)印刷角度 (7)鋼版、銅張積層板(基板)間的間隙 (環境溫度 3.2鋼版 如附件5圖1所示，3種配置有不同模型之不鏽製的鋼版(開口部為平面蝕刻)。 附件5表1 鋼板的種類及其模型配置及尺寸 單位 mm 種類 模 型 配 置 ‧ 尺 寸 間距 (P1) 孔幅 (x) 板厚 (t) 長度 (Y) 間距 (P2) 幅寬 (W) M1 0.80 0.40 0.2 2.0 30.0 24.40 M2 0.65 0.30 0.2 2.0 30.0 20.55 M3 0.50 0.25 0.2 2.0 30.0 16.75 3.3試驗裝置及材料 (1)銲錫膏 (2)銅張積層板(160×160×1.6mm) (3)實體顯微鏡及攝影裝置 (4)雷射式變位計(雷射光束徑為50μm以下)或觸針式表面粗糙計 4.測定順序 印刷後之銲錫膏的表面形狀，依實體顯微鏡之攝影測定(50倍率)，或將立體形狀用雷射式變位計(或觸針式表面粗糙計)來測定。但是，厚度的計測範圍需將銲錫膏的週邊部加以去除。 備註 用觸針式粗糙計來測定形狀時，因銲錫膏硬化的關係，有必要放1~2日。 5.評價方法 印刷開始後的初期特性及連續印刷時的安定性，以鋼板孔的形狀、尺寸，所印刷銲錫膏的形狀及尺寸(厚度)的差及其變動加以評價。又在印刷初期及連續印刷時不得有滲透、模糊情形。 助銲劑殘留物的腐蝕性試驗 1.適用範圍 本附件為評價銲錫膏在迴銲後的助銲劑殘留物，在加溼下有無腐蝕之標準方法而加以規定。 2.試驗方法 在處理過的銅板上將銲錫膏迴銲後做為試驗片。之後，把試驗片放置所規定的加溼條件中，就助銲劑殘留物的變色，銅有無腐蝕以目視來評價。 3.設備、器具及材料 設備、器具及材料如下。 (1) 恒溫恒溼槽 有能力維持溫度40±2℃，相對溼度90~95%的設備。 (2) 顯微鏡 20倍以止。 (3) 鋼板 直徑6.5mm的孔在距中心位置約10mm的地方開4個，厚度0.2mm。 (4) 刮刀(Spatula) (5) Scrubber (6) 手套 (7) 銲錫浴槽 裝有Sn60/Pb40可溫控在235±2℃溫度控制器的器具。 ( 彎曲工具 (9) Tongue (10)磷脫氧銅板 C1201P或C1220P：6片JIS H 3100所規定50×50×0.5mm的大小。 (11)過硫酸氨溶液 (0.5%L/L的硫酸中有5%g/L)把過硫酸氨250g溶在水裡，將5ml的濃硫酸(比重1.84)小心添加。之後再攪拌‧冷卻‧稀釋在1L裡。此溶液在使用時再準備 (12)硫酸(5%L/L) 將50ml的濃硫酸(比重1.84)小心添加在400ml的水中。攪拌‧冷卻‧稀釋在1L裡。 (13)丙酮 (14)純水 4.試驗順序 把2種試驗片同時平行試驗 (1)6個銅板之中，將其中3個自2端5mm處，其它3個自2端的6mm處用彎曲工具折成直角，成ㄇ字形(附件4圖1參照)。以下各稱為銅板A、銅板B。 (2)將銅板A、銅板B做前處理　 前處理是在使用前，用乾淨的Tongne依下 列順序進行。 (a)用丙酮般等中性溶劑脫酯。 (b)為去除變色的氧化皮膜，浸在60~70℃的硫酸1分鐘。 (c)為使表面浸蝕平均，浸在20~25℃的過硫酸氨1分鐘。 (d)用流水清洗，最長5秒鐘。 (e)浸在25℃以下的硫酸1分鐘。 (f)用流水清洗5秒鐘，之後用純水沖洗。 (g)用丙酮沖洗。 (h)放在乾淨的空氣中乾燥。 (i )前處理過的銅板要儘快使用，或保存在密閉容器內並在1小時內使用。 (3) 錫膏如為冷態的話，容器保持密閉狀態下，放置直到回復室溫為止。 (4) 為使錫膏平均，用刮刀(Spatula)加以攪拌。 (5) 將鋼版放在銅板B的底面。 (6) 在鋼版上塗佈適量的錫膏，用刮刀將錫膏把鋼板的洞填滿。 (7) 拿開鋼版。 ( 以同樣方法，在另一銅板B上塗佈錫膏(共計製作2個)。 (9) 銅板A做為上蓋，各蓋在銅板B上成為試驗片(其餘1個做為空白試驗用)。(附件4圖1參照) (10)用氧化物刮除片去除設定在235±2℃(如用VPS時215±2℃)的銲錫浴槽表面之氧化物。 (11)將試驗片水平置放在銲錫浴槽的表面，加熱到銲錫溶融，再維持5秒鐘。 (12)將試驗片自銲錫浴槽取出，水平置放冷卻15分鐘。之後，再確認銲接後的初期變色。 (13)將3個試驗片水平置放在設定溫度40±2℃，相對溼度90~95%的恒溫恒溼槽內72小時。試驗中，恒溫恒溼槽內除3個試驗片外不得置放任何東西。 (14)包含上蓋(銅板A)，用顯微鏡觀察試驗片的內部所發生的腐蝕物。 5.評價方法 所謂腐蝕是銲接後在加溼狀態下所發生銅、銲錫、助銲劑殘留物之間的化學反應。 試驗片發生腐蝕時，可看到下列之任何的現象。 (a)上蓋(銅板A)或助銲劑殘留物及銅之間的各個交界(殘留物的表面或裂縫)所附著的異物或青綠的變色。但是在銲接加熱時所產生的初期變色除外。 (b)殘留物中之白色或變色分離的斑點。 腐蝕的判定是和空白試驗片比較是否有上述(a)及(b)所述的變色。 發表於: 星期五 七月 04, 2003 6:00 pm    文章主題: 絕緣扺抗試驗 絕緣扺抗試驗 1.適用範圍 本附件係就銲接部在高溫、加溼條件下，為評價其絕緣抵抗值的試驗方法而加以規定。 2.試驗方法 本試驗方法，將銲錫膏在基板上印刷、迴銲後，測其在一定環境下置放時的絕緣抵抗值。 3.設備‧器具及材料 設備‧器具及材料，如下。 (1)恒溫恒溼槽 能設定‧維持在溫度40±2℃及85±2℃，相對溼度85~90%及90~95%的設備。 (2)絕緣抵抗計 用試驗電壓DC 100V能讀取1014Ω為止的高抵抗的器具。 (3)熱板(hot plate) 能設定‧維持在溫度260±3℃的東西。 (4)乾燥器 能設定‧維持在溫度60±3℃及150±3℃的設備。 (5)試驗基板 把JIS C 6480所規定的玻璃布基材環氧樹脂銅張積層板的GE-4做為試驗基板，使用附件3圖1所示梳形電極基板[JIS Z 3197之 6.8(1)(試驗片)所規定梳形電極基板2形]。 附件3 圖1梳形電極基板 導體寬板 0.318mm 導體間隔 0.318mm 重疊部 15.75mm 基板尺寸 50×50×1.0~1.6mm 4.試驗條件及試驗片 (1)試驗條件如下 (a)溫度40±2℃，相對溼度90~95%，168小時 (b)溫度85±2℃，相對溼度85~90%，168小時 (2)試驗基板的前處理如下 (a)在純水中用軟毛刷磨約30秒。 (b)用純水充份清洗。 (c)在異丙醇中用軟毛刷磨約30秒。 (d)用異丙醇清洗。 (e)在設定60℃的乾燥器中乾燥3小時。 (3) 試驗基板絕緣抵抗值的確認 在試驗片調整前，先測定試驗基板的絕緣抵 抗值，確認其值在1013Ω以上。 (4)試驗片的調整如下 (a)銲錫膏的塗佈方法 在梳形電極的重疊部的電極部，將與電極的線圖相合加工成條狀厚100μm的金屬板，把錫膏平均印100μm的厚度。 (b)銲錫膏的溶融 放到設定150℃乾燥器內2分鐘，接著放在保持260℃熱板上，將錫膏溶融30秒(銲錫溶融需能保持15秒以上)。放冷後，成為試驗片。印刷後及迴銲後，用放大鏡確認試驗片有無塵埃附著，如有附著時則用鑷子夾除。 (c)有必要洗淨之試驗片的調整 對水溶性助銲劑等必需清洗的試驗片，試驗片的清洗依附件13處理。 5.測定方法如下 (1)對電極的配線，用同軸電纜線，在放入恒溫恒溼槽之前用DC 100V，用絕緣抵抗計測各端子間的絕緣抵抗值。 (2)為不使凝結於試驗片上的水滴掉落於梳形板線圖面，放入依4.(1)所示的條件之乾淨的恒溫恒溼槽。 (3)在放入恒溫恒溼槽24小器‧96小時‧168小時後，用DC 100V測定仍置放在槽內的試驗片之絕緣抵抗值。測定時為防止漏電流，需將絕緣抵抗計的保護端子接在同軸電纜線的編織線上。在1分鐘後讀取測定值。 6.試驗個數 試驗時做3個樣品，取各測定值的相乘平均值。 7.評價方法 就在各試驗條件之試驗片的緣抵抗值加以評估。 備註1.抵抗值明顯降低的地方，可能是有水滴、塵埃等附著的關係。試驗後由恒溫恒溼槽取出，用放大鏡加以確認，如有異常的話即將其值削除。在途中(24小時‧96小時)如有一時之間的值降低時，可能是槽內附著有塵埃，亦將其值削除。 2.初期值如有誤差(102Ω以上)過大時，需將試驗片重新調整。 3.基板本身的值亦有誤差的緣故，在試驗時亦需做空白(Brank)試驗，事先確認此值。 助銲劑中氟化物含有試驗 1.適用範圍 本附件就助銲劑中氟化物含有試驗而加以規定。 2.試驗方法 本試驗為評價銲錫膏的助銲劑中是否含有氟化物而做之定性試驗方法，以下列方法試驗之。再者，本試驗係基於氟化物Zirconium alizarin lake變成黃色的原理。 3.器具及材料如下 (a) spot‧plate (b) Natrium alizarin sulfon酸 (c) 鹽酸 (d) Zirconium硝酸鹽 (e) 純水 4.試驗順序 試驗順序是在白色的spot plate上的3個spot上，分別遂滴依下列所示將溶液滴下，製作新的Zirconium alizarin lake。 (a)在50ml水中將0.05g Natrium alizarin sulfon酸溶解的溶液。 (b)用10ml的鹽酸在50ml酸性化的水中將0.05g Zirconium硝酸鹽溶解的溶液。 (c)水 5.評價方法 將所要試的助銲劑溶液一滴，加到各spot時，如果Zirconium alizarin lake的顏色變成黃色的話，即顯示存在有氟化物。 銲錫粉末的形狀、表面狀態判定試驗及粒度分佈測定試驗 1.適用範圍 本附件，就銲錫粉末的形狀，表面狀態判定試驗及粒度分佈測定試驗加以規定。 2.試驗方法 本試驗方法，是用顯微鏡對銲錫粉末形狀，表面狀態的判定試驗及銲錫粉末的粒度分佈測定試驗，以下列方式實行之。 2.1用顯微鏡對粉末形狀及表面狀態的判定方法 本試驗是用顯微鏡判定銲錫膏中的銲錫粉末粒子的形狀及表面狀態的標準方法，依下列實行之。 (1)器具及材料，如下。 (a)松節油在其他適當的溶劑裡溶有Water White Rosin 60質量%的溶液。 (b)刮刀(Spatula) (c)燒杯(50ml) (d)顯微鏡(100倍)及攝影裝置 (e)接目鏡，附10μm微調裝置 (f)顯微鏡用Slide glass (2)試驗順序，如下。 (a)必要時，將銲錫膏放置到回復室溫為止。 (b)用刮刀(Spatula)攪拌，使錫膏均勻。 (c)量取約4g的松香溶液到燒杯。 (d)添加約1g的銲錫膏。 (e) 用刮刀(Spatula)攪拌到均勻為止。 (f)將混合液滴到顯微鏡用的Slide galss上。 (g)在此Slide galss上蓋另一片Slide galss，以輕壓方式讓夾在中間的混合液能夠擴散。 (h)用顯微鏡直接觀察或用顯微照相來觀察，粉末粒子的縱橫比在1.2以內的粉末佔全體的90%以上(100個中90個以上)的粉末，分類為球形，其它分類為不定形。又，銲錫表面需為有光澤、平滑，檢查是否有附著小粒子。 備註 依(2)所採取的銲錫粉末形狀亦可用電子顯微鏡來判定。 2.2銲錫粉末的粒度分佈測定試驗方法 本試驗為銲錫膏中所含有粉末的粒度分佈，測定判定粉末是否符合其等級的方法，依下列實行之。 (1)試驗方法 將銲錫粉末由膏狀加以分離，用振動篩或音波篩來測定。 (2)器具及材料，如下。 (a)振動篩或音波篩 (b)標準篩 JIS Z 8801或者與其同等以上的東西，篩的網目為150μm、75μm、63μm、45μm、38μm及22μm的標準篩。 (c)承接皿及蓋 (d)天秤(精度0.01g) (e)燒杯(200ml) (f)錶玻璃 (g)異丙醇 (h)丙酮 (I)刮刀(Spatula) (j)恒溫槽(Water bath) (k)加熱裝置 (3)試驗順序，如下。 (a)必要時，將銲錫放置至回復室溫為止。 (b)用刮刀(Spatula)攪拌使錫膏均勻。 (c)將約含有105g銲錫粉末的錫膏採取放到清洗乾淨的燒杯裏。 (d)倒入約150ml的異丙醇。 (e)加熱到50±5℃為止。 (f)用攪拌棒攪拌錫膏使其助銲劑溶解到溶劑裡。 (g)用錶玻璃蓋在燒杯上。 (h)將有試料的燒杯放在室溫冷卻，直到銲錫粉末沈澱為止。 (i)即使是1粒銲錫粉末亦不可流失，小心將燒杯中的溶液儘量倒出來。 (j)用異丙醇將助銲劑的析出作業，反複做5次。 (k)在殘存的粉末裡加50ml的丙醇，用攪拌棒攪拌。 ( l)放置直到粉末沈澱為止。 (m)儘量將丙酮倒出來。 (n )將裝有粉末的燒杯放到恒溫槽上，放到粉末完全乾燥為止。 (o )將燒杯自恒溫槽上取下，放置到回復室溫為止。 (p)所試驗之銲錫粉末的上及下粒度相符合的2個標準篩及承接皿的質量加以測量。 (q)將大網目的標準篩排在上面，把2個標準篩放在承接皿上。 (r)正確地秤100g粉末，倒入上面的標準篩。 (s)在2個標準篩及承接皿上加蓋，移到篩選器。 (t)至少將篩振動器開30分鐘。 (u)再一次秤2個標準篩及承接皿的重量。 (v)減掉第一次所秤之2個標準篩及承接皿的重量，找名目分佈粒度以上、以內或以下粉末的重量，對試料則以質量%來表示。 備註 1.在測像S-5一般細微粉末的粒度分佈時，在2個標準篩放在承接皿上篩選的話，銲錫粉末有時無法通過38μm的標準篩。此時，將38μm及22μm的標準篩分別使用即可。 2.粒度分佈的測定法，除標準篩振動器之外尚有下列幾種方法。 (1) 顯微鏡測定法 (2)雷射回折法 (3)雷射掃瞄法 (4)沈澱法 這些方法，依受渡(買賣)當事者之間的協定而定。 日本工業規格 JIS 銲錫膏 Z 3284-1994 Solder paste 1.適用範圍 本規格為電氣機器、電子機器、通信機器等的配線接續及其零件的製造‧製作所使用之銲錫膏加以規定。 備考1. 本規格之引用規格，如下所示。 JIS C 6480 PC 板用銅張積層板通則 JIS H 3100 銅及銅合金的板及條 JIS Z 3197 銲接用樹脂系助銲劑試驗方法 JIS Z 3282 銲錫 JIS Z 8801 標準篩 2. 本規格之對應國際規格，如下所示。 ISO 9454-1: 1990 Soft soldering fluxes— Classification and requirements—Part 1:Classification，labelling and packaging ISO 9455-1: 1990 Soft soldering fluxes— Test methods – Part 1:Determination of non – volatile matter，gravimetric method 2.用語的定義 在本規格裡所使用主要用語的定義如下。 (1) 銲錫膏(Solder paste) 銲錫粉末及膏狀助銲劑的混合物。 (2) 助銲劑活性度(flux activity) 特定之助銲劑藉溶融銲錫而促進母材表面濡潤的程度。 (3) 助銲劑效力(flux efficacy) 在銲接(soldering)過程所呈現之助銲劑的能力。 (4) 活性劑(activator) 為提高助銲劑作用之添加劑。 (5) 樹脂(resin) 助銲劑所使用之天然或合成之樹脂性物質。 (6) 松香(rosin) 由松樹等的OLEO RESIN抽出，精製之天然的硬質樹脂，酸價在130以上的GUM ROSIN、WOOD ROSIN或者TALL OIL ROSIN。 (7) 變性松香(modified rosin) 用松香加以變性的樹脂，而不屬於松香。 ( 松香系助銲劑(rosin flux) 以松香為主要成份將天然(精製)松香用有機溶劑做成溶液或膏狀的東西。 (9) 助銲劑殘渣(flux residue) 在銲接加熱之後，殘留在基板等的助銲劑。 (10) 崩塌(slump) 印刷後在乾燥或加熱時之銲錫膏的形狀變化。 (11) 粘著性(tackiness) 銲錫膏對基板的附著強度。 (12) 銲錫球(solder ball) 在銲錫溫度加熱後，變成小球附著在基板表面的銲錫。 (13) 濺錫(solder spatter) 銲錫的擴散部份隨意飛散，附著之不定形的銲錫片。 (14)不濡潤(non-wetting) 溶融銲錫在所接觸的母材表面，因不濡潤而銲錫不覆 蓋在表面。 備註 ( )內的英語，僅做為參考用。 3.種類 銲錫膏的種類，在表1中所示，依銲錫的種類、等級、銲錫粉末的形狀、尺寸及助銲劑的分類、品質分類的組合。 表1 銲錫膏的種類 錫 錫 助 銲 劑 合金系 種類 等級 粉末 區分 主劑 活性成份 氧化物含有 品質分類 形狀 尺寸 Sn-Pb Sn95Pb5‧Sn65Pb35 ‧Sn63Pb37 E S 1 1 1 1 F(有) Ι 系 Sn60Pb40‧Sn55Pb45 ‧Sn50Pb50 A I 2 2 2 2 N(無) II Pb-Sn Pb55Sn45‧Pb60Sn40 ‧Pb65Sn35 3 3 a 3 III Pb70Sn30‧ Pb80Sn20‧Pb90Sn10 4 b a 系 Pb95Sn5‧Pb98Sn2 5 b Sn-Pb-Bi系 Sn43 Pb43 Bi14 A c Bi-Sn系 Bi58 Sn42 d Sn-Pb-Ag系 Sn62 Pb36 Ag2 e Sn-Ag系 Sn96.5 Ag3.5 Sn-Sb系 Sn95 Sb5 Pb-Ag系 Pb97.5 Ag2.5 Pb-Ag-Sn系 Pb97.5 Ag1.5 Sn1 備註1. E級為電子機器對品質特別嚴格用途為目的的東西。 2. A級為電氣機器、電子機器等以一般用途為目的的東西 4.品質 銲錫粉末及助銲劑的品質如下: 4-1.銲錫粉末 銲錫粉末，使用依JIS Z 3282所規定的銲錫混合均勻，粉末表面有光澤、光滑、不得有小粒子附著。再者，其它粉末的表面狀態，依買賣(受渡)當事者之間的協定。又銲錫粉末的形狀及尺寸如下。 (1)銲錫粉末的形狀 銲錫粉末的種類，依其形狀可分為球形(S)及不定形(異形)等2種。在此所謂球形，粉末的縱橫比(aspect比)在1、2以內的粉末佔全體的90%以上稱之。所謂不定形者，上述以外的粉末。 (2)粉末尺寸的分類 (a)球形粉末尺寸的分類 球形粉末尺寸的分類，如表2。 表2 所規定的尺寸，依(1)的縱橫比之較小一邊的尺寸。 表2 以外的尺寸，依受渡(買賣)當事者之間的協定。 (b)不定形(異形)粉末尺寸的分類 不定形粉末尺寸的分類，如表3。 表2 球粉末尺寸的分類 單位:μm 記號 粉 末 尺 寸 超過下記尺寸的粉末在1質量%以下 下記尺寸範圍的粉末在90質量%以上 未滿下記尺寸的粉末在10質量%以下 S-1 150 150~22 22 S-2 75 75~22 22 S-3 63 63~22 22 S-4 45 45~22 22 S-5 38 38~22 22 表3 不定形(異形)粉末尺寸的分類 單位:μm 記號 粉 末 尺 寸 超過下記尺寸的粉末在1質量%以下 下記尺寸範圍的粉末在90質量%以上 未滿下記尺寸的粉末在10質量%以下 I-1 150 150~22 22 I-2 75 75~22 22 I-3 63 63~22 22 I-4 45 45~22 22 表3 所規定的尺寸，依(1)的縱橫比之較小一邊的尺寸。 表3 以外的尺寸，依受渡(買賣)當事者之間的協定。 4-2.銲錫膏用助銲劑 (1)助銲劑的分類 助銲劑依助銲劑的區分、助銲劑的構成材料，如表4之分類。 表4 助銲劑的分類 助銲劑的區分 構 成 材 料 主 劑 活 性 成 分 氟 化 物 含 有 (1)樹脂系 1. 松香a.變性松香2.合成樹脂 1. 無添加2. 胺的鹵鹽3. 有機酸，胺有機酸鹽 F(有)N(無) (2)有機系 1.水基物質2.溶劑基物質 (3)無機系 a.水溶性物質 a. 銨鹵鹽b. 鹵化鋅c. 鹵化錫d. 磷酸e.鹵化氫酸 b.非水溶性物質 (2) 助銲劑的品質分類 助銲劑的品質分類依助劑的活性度、助銲劑成份的氯含有量、絕緣抵抗值、銅板腐蝕及銅鏡腐蝕之有無，如表5之分類。 表5 助銲劑的品質分類 記 號 活性度 助銲劑成份的氯含有量% 絕緣抵抗(1) Ω 銅板腐蝕 銅鏡腐蝕 條件A(2) 條件B(3) I 低 0.03以下 1×1011以上 5×108以上 無腐蝕 無腐蝕 II 中 0.03以上0.1以下 1×1011以上 1×108以上 無腐蝕 ------- III 高 0.1以上0.5以下 1×1011以上 1×108以上 無腐蝕 ------- 注(1)評價是以96小時後及168小時後的值，24小時後的值如達到96小時後的基準值以下亦可。 (2) 條件A:溫度40℃，相對溼度90%，168小時 (3) 條件B:溫度85℃，相對溼度85%，168小時 5.試驗方法 銲錫膏的試驗方法如下。 5-1.銲錫粉末的形狀，表面狀態判定試驗及粒度分佈測定試驗方法，依附 件1。 5-2.助銲劑中氟化物含有試驗，依附件2。 5-3.氯含有量試驗、銅鏡腐蝕試驗及助銲劑含有量試驗，依JIS Z 3197。 5-4.絕緣抵抗試驗，依附件3。 5-5.銅板腐蝕試驗，依附件4。 又，依受渡(買賣)當事者之間的協定，亦可做印刷性、流動特性。印刷時及加熱時的崩塌、粘著性、濡潤效力、濡潤不良(De wetting)。錫球、迴銲後助銲劑殘留物的粘著性、洗淨性試驗及遷移試驗。再者，試驗方法依附件5~14，其特性評價表，依附件15。 6.檢查 檢查如下 銲錫膏品質依5.的方法試驗時，必需適合4.。但是，依受渡(買賣)當事者之間的協定，可省略部份的試驗。 7.包裝 銲錫膏為維持特性，防止在運送及貯藏中引起之污染或損傷，必需有適當的包裝。 8.製品的稱呼 製品的稱呼，依銲錫的種類、等級、銲錫粉末形狀、尺寸的記號、助銲劑的分類、助銲劑的品質分類及助銲劑含有量(公稱值)。 例:Sn60 Pb40A / S-3 / 111F / I / 15 助銲劑含有量 助銲劑的品質分類 助銲劑的分類 粉末形狀、尺寸的記號 銲錫的種類、等級 9.標示 銲錫膏，必需在每罐容器上明確標明下列各點。 (1)銲錫的種類、等級 (6) 淨重 (2)粉末形狀、尺寸 (7) 製造番號或批號 (3)助銲劑的分類 ( 製造年月日或其記號 (4)助銲劑的品質分類 (9)製造商名或其記號 (5)助銲劑含有量(公稱值):% FLUX 之活性分類 一.MIL-F-14256F 二.QQ-S-571F 三.FLUX 分類及特性 1.成份 LR: Low residue(含Rosin與否皆可) R: Rosin-Non activator RMA: Rosin RMA activator RA: Rosin RA activator WSF-0: No Polyglycol WSF-1: Polyglycol 2.水溶液萃取比電阻(WER) LR: No define R: Large than 100,000Ω-cm RMA: Large than 100,000Ω-cm RA: Large than 50,000Ω-cm WSF-0: No define WSF-1:No-define 3.鹵素含量 LR: Non R: Non RMA: (0.14 % Cl )Less thawn 0.04 meq/g RA: (1.0%Cl )Less than 0.284 meq/g WSF-0: (1.0%Cl )Less than 0.284 meq/g WSF-1: (1.0%Cl )Less than 0.284 meq/g 4.鉻酸銀試紙試驗 LR: PASS R: PASS RMA: No requirement RA: No requirement WSF-0: No requirement WSF-1: No requirement 5.氟離子試驗 LR: PASS R: PASS RMA: No requirement RA: No requirement WSF-0: No requirement WSF-1: No requirement 6.銅鏡試驗 LR: PASS R: PASS RMA: PASS RA: No requirement WSF-0: No requirement WSF-1: No requirement 7.SIR 85℃, 85%RH for 4 days LR: Large than 5×10 Ω R: Large than 5×10 Ω RMA: Large than 5×10 Ω RA: Large than 5×10 Ω WSF-0: Large than 5×10 Ω WSF-1: Large than 5×10 Ω 8.SIR 85℃, 85%RH for 7 days LR: Large than 5×10 Ω R: Large than 5×10 Ω RMA: Large than 5×10 Ω RA: Large than 5×10 Ω WSF-0: Large than 5×10 Ω WSF-1: Large than 5×10 Ω 9.Corrosive test LR: Large than 5×10 Ω R: Large than 5×10 Ω RMA: Large than 5×10 Ω RA: Large than 5×10 Ω WSF-0: Large than 5×10 Ω WSF-1: Large than 5×10 Ω 10.外觀(SIR 外觀) 無樹枝狀,無黑點,無藍綠色之腐蝕物 11.擴散試驗 LR: No requirement R: >90mm*mm RMA: >90mm*mm RA: >90mm*mm WSF-0: >90mm*mm WSF-1: >90mm*mm 焊錫珠產生的原因及解決方法 摘 要: 焊錫珠（SOLDER BALL）現象是表面貼裝（SMT）過程中的主要缺陷，主要發生在片式阻容元件（CHIP）的周圍，由諸多因素引起。本文通過對可能産生焊錫珠的各種原因的分析，提出相應的解決方法。 焊錫珠現象是表面貼裝過程中的主要缺陷之一，它的產生是一個複雜的過程，也是最煩人的問題，要完全消除它，是非常困難的。 焊錫珠的直徑大致在0.2mm～0.4mm 之間，也有超過此範圍的，主要集中在片式阻容元件的周圍。焊錫珠的存在，不僅影響了電子產品的外觀，也對產品的質量埋下了隱患。原因是現代化印製板元件密度高，間距小，焊錫珠在使用時可能脫落，從而造成元件短路，影響電子產品的質量。因此，很有必要弄清它產生的原因，並對它進行有效的控制，顯得尤其重要了。 一般來說，焊錫珠的產生原因是多方面，綜合的。焊膏的印刷厚度、焊膏的組成及氧化度、模板的製作及開口、焊膏是否吸收了水分、元件貼裝壓力、元器件及焊盤的可焊性、再流焊溫度的設置、外界環境的影響都可能是焊錫珠產生的原因。 下面我就從各方面來分焊錫珠產生的原因及解決方法。 1、焊膏的選用直接影響到焊接質量。焊膏中金屬的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒度及焊膏印刷到印製板上的厚度都能影響焊珠的產生。 A、焊膏的金屬含量。焊膏中金屬含量其質量比約88％～92％，體積比約50%。當金屬含量增加時，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。另外，金屬含量的增加，使金屬粉末排列緊密，使其在熔化時更容結合而不被吹散。此外，金屬含量的增加也可能減小焊膏印刷後的“塌落”，因此，不易產生焊錫珠。 B、焊膏的金屬氧化度。在焊膏中，金屬氧化度越高在焊接時金屬粉末結合阻力越大，焊膏與焊盤及元件之間就越不浸潤，從而導致可焊性降低。實驗表明：焊錫珠的發生率與金屬粉末的氧化度成正比。一般的，焊膏中的焊料氧化度應控制在0.05％以下，最大極限0.15％。 C、焊膏中金屬粉末的粒度。焊膏中粉末的粒度越小，焊膏的總體表面積就越大，從而導致較細粉末的氧化度較高，因而焊錫珠現象加劇。我們的實驗表明：選用較細顆粒度的焊膏時，更容易產生焊錫粉。 D、焊膏在印製板上的印刷厚度。焊膏印刷後的厚度是漏板印刷的一個重要參數，通常在0.12mm-20mm之間。焊膏過厚會造成焊膏的“塌落”，促進焊錫珠的產生。 E、焊膏中助焊劑的量及焊劑的活性。焊劑量太多，會造成焊膏的局部塌落，從而使焊錫珠容易產生。另外，焊劑的活性小時，焊劑的去氧化能力弱，從而也容易產生錫珠。免清洗焊膏的活性較松香型和水溶型焊膏要低，因此就更有可能產生焊錫珠。 F、此外，焊膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出來以後應該使其恢復到室溫後打開使用，否則，焊膏容易吸收水分，在再流焊錫飛濺而產生焊錫珠。 2、模板的製作及開口。我們一般根據印製板上的焊盤來製作模板，所以模板的開口就是焊盤的大小。在印刷焊膏時，容易把焊膏印刷到阻焊層上，從而在再流焊時產生焊錫珠。因此，我們可以這樣來製作模板，把模板的開口比焊盤的實際尺寸減小10％，另外，可以更改開口的外形來達到理想的效果。下面是幾種推薦的焊盤設計： 3、模板的厚度決了焊膏的印刷厚度，所以適當地減小模板的厚度也可以明顯改善焊錫珠現象。我們曾經進行過這樣的實驗：起先使用0.18mm厚的模板，再流焊後發現阻容元件旁邊的焊錫珠比較嚴重，後來，重新製作了一張模板，厚度改為0.15mm，開口形式為上面圖中的前一種設計，再流焊基本上消除了焊錫珠。 4、貼裝壓力及元器件的可焊性。如果在貼裝時壓力太高，焊膏就容易被擠壓到元件下面的阻焊層上，在再流焊時焊錫熔化跑到元件的周圍形成焊錫珠。解決方法可以減小貼裝時的壓力，並採用上面推薦使用的模板開口形式，避免焊膏被擠壓到焊盤外邊去。另外，元件和焊盤焊性也有直接影響，如果元件和焊盤的氧化度嚴重，也會造成焊錫珠的產生。經過熱風整平的焊盤在焊膏印刷後，改變了焊錫與焊劑的比例，使焊劑的比例降低，焊盤越小，比例失調越嚴重，這也是產生焊錫珠的一個原因。 5、再流焊溫度的設置。焊錫珠是在印製板通過再流焊時產生的，再流焊可分四個階段：預熱、保溫、再流、冷卻。在預熱階段使焊膏和元件及焊盤的溫度上升到1200C—1500C之間，減小元器件在再流時的熱衝擊，在這個階段，焊膏中的焊劑開始汽化，從而可能使小顆粒金屬分開跑到元件的底下，在再流時跑到元件周圍形成焊錫珠。在這一階段，溫度上升不能太快，一般應小於1.50C/s，過快容易造成焊錫飛濺，形成焊錫珠。所以應該調整再流焊的溫度曲線，採取較適中的預熱溫度和預熱速度來控制焊錫珠的產生。 6、外界因素的影響。一般焊膏印刷時的最佳溫度為250C+30C，濕度相對濕度60％，溫度過高，使焊膏的黏度降低，容易產生“塌落”，濕度過模高，焊膏容易吸收水分，容易發生飛濺，這都是引起焊錫珠的原因。另外，印製板暴露在空氣中較長的時間會吸收水分，並發生焊盤氧化，可焊性變差，可以在1200C—1500C的乾燥箱中烘烤12—14h,去除水氣。 綜上可見，焊錫珠的產生是一個極複雜的過程，我們在調整參數時應綜合考慮，在生產中摸索經驗，達到對焊錫珠的最佳控制。 鍍金層在銲接上的應用 一、前言 由於金元素具有多用途的特性，使得在電子產業的許多地方皆可見到金元素被採用，例如在作為抗腐蝕(etchresist)、電路聯接的表面處理(contact surface finish)、保護層(protective coating)、提供適合打金線表面處理(wire bonded surface finish)、晶片貼附表面處理(die attach surface finish)以及提供良好的銲接性質的表面塗覆(solderable coating)等等。當金被利用在銲接處理時有些重點需要特別的留意，不當的使用將會對銲接製程造成相當大的衝擊，且也會對銲錫聯結的性質造成重大的影響。 從前鍍金層沉積的平均厚度是較所應用的情況來得厚，在大部份的例子中，鍍金層沉積的厚度是與所應用的場合及電鍍液有密切的關係；在較硬、較細晶粒鍍層的應用上就需要選用較應的共沉積(codeposited)成份，添加晶粒細化劑(grain-refining additives)與亮光劑(brightener)。在一般的場合中，鍍層都具有平坦、光亮與較薄等的特性(≦30μ-inches)。在其它如在晶片貼附區域(die attach)與打金線(wire bonding)所需就的鍍金層可能就不需要再額外的添加其它的添加物，因為在以上的應用下鍍金層被要求要較粗糙且不需具備光澤，這麼一來鍍金層的厚度就可能較為豐富了(≧30μ-inches)。 在大部份的應用上，鍍金層的厚度會依後續所要進行的製程而改變，厚的鍍金層也不只是應用在特定的用途，有時也提供作後續的錫迴銲製程；但若銲接在厚度為30μ-inches到100μ-inches範圍的鍍金層時，將會導致銲接不良或銲接後質地變脆，這些情況的發生使得在鍍金層上銲接的接點可靠性降低。在這些不友善的特以及可靠性不佳所造成成本的提高使得鍍金處理的市場萎縮，直到最近研究報告以及相關的影響被廣泛的討論後才見好轉。 二、金的復原 由於在過去的幾年中，金元素在電子產業大量的被採用，所遭遇到的問題也逐一的浮上檯面，特別是在銲錫與鍍金處理的電路表面銲接所產生的問題最為被業界重視。在這篇文章中，我們將針對以下的主題做探討： ●在鍍金層上作銲接的製程 ●製程與兩金屬間的聯結的產生。 ●使接點的可靠性提高，乃至於使其壽命增長的製程所需考慮的因素。 三、鍍金層的厚度 在分析銲錫接點發生破壞後的金相結構可發現，若鍍金層的厚度對銲錫接點的可靠性有直接的關聯，所幸電路板上所使用的鍍金層厚度大部份都是在5μ-inches到15μ-inches的範圍內。對於鍍金層而言，有效的控制鍍層沉積，使產生較薄的鍍層厚度，並減少所存在的空孔是格外的重要，其理由如下： ◎能夠充份的完成銲接，且成本也較低廉。 ◎銲接後銲錫接點也不易產生脆化的現象。 ◎能夠降低空孔生成的機率。 ◎能夠減少在迴銲過程中錫(Tin)的消耗量。 四、銲接的保護 鍍金層主要的用途是為了有效的保護底下的鎳層，由於銲接實際是發生在鍍金層底下的鎳層上，由此可知銲接的動作是否完成是要視其與鍍金層底下的鎳層熔合附著的情形而定，由於銲錫要與底層的鎳層聯接，所以在銲接時必須將金層熔解，正因為這樣，一個優良且適合進行銲接的鍍金層必須要是較薄且須是緊密而低孔性(low-porosity)的。 當薄的鍍金層被熔解後，接著銲錫就會恨很快的與鎳層完成聯結，所以鎳層必須要具備有極佳的活性(active)與銲接能力(solderable)，倘若鎳層未能具備上述的特性，則鍍金層的存在將變的沒有意義。在過去，由於我們對電鍍製程的誤解，經常會忽略了其中的重要性(詳情請參閱”鍍金製程的執行”該部份)。 對於鎳(Nickel)而言，雖然它也可與銲錫相熔接，但其反應進行的速度仍然不及銅(Copper)，所以在進行銲錫銲接的過程中還是需要更多的能量以完成熔接的工作，這一點對於我們在進一步了解銲錫膏(solder paste)在迴銲過程中的反應是相當重要的，簡單的說就是在迴銲的過程中，設法延長銲錫熔解成液態的時間，如此可使鎳與錫(Tin)達到充分的反應。 對於銲接反應的完成與否，取決於在鎳與錫的界面是否已充分的反應，並進而形成連續的共界合金層(continuous intermetallic compound，IMC)，此一鎳-錫共界合金反應層(Nickel-Tin IMC reaction layer)形成的目的除了使元件完成與外界系統間的電性聯接外，同時也使元件在組裝系統中具備足夠的強度以對抗環境的破壞。 五、鍍金製程的執行 讓我們再從另一個角度來看銲接的問題。若要使鎳層與銲錫順利的達成良好的熔接，就要在鎳層沉積的過程中特別注意其不純物的濃度(impurity level)，一般而言，鎳層中的不純物濃度是越低越好，即使是使用磷鎳無電解沉積(phosphorous nickel electroless deposits)在不純物濃度的控制依然是相當要緊的；因為不論是不純物的共沉積作用(codeposition)或是吸藏(occlusion)現象在兩不同成份金屬的聯結反應中，將會加速某一界面的生成，同時也會干擾兩成份間反應的進行，這種干擾物會減少反應進行過程中可供反應物沉積的面積，如此一來將使兩成份間的聯結強度減弱，並將直接對其使用壽命造成衝擊。 因此，電鍍溶液必須以適當的方式予以保存與過濾，以減少共沉積作用(codeposition)以及污染物的吸藏(occlusion)。在含磷的磷鎳無電解(phosphorous-nickel electroless)的例子中，使溶液中的含磷量保持在一個最低的範圍內是相當重要的，因為若在鎳沉積的過程中，溶液的含磷量超過一定比例將會妨礙鎳層的沉積，如此將使沉積層變的虛弱，在銲接的過程中，”破壞”就很容易在這個地方發生。 六、脆化 由銲接脆化的觀點上來看，儘量控制鍍金層沉積的厚度在銲接上是相當重要的，因為薄的鍍金層將可有效的減低金-錫界面合金成份(Gold-Tin IMC)的形厚度，在許多例子中都可清楚的看到在反應界面的合金濃度是相當大的，以較厚的鍍金層(＞20μ-inches)而言，在迴銲過程中所產生的金-錫共界合金成份並不會均勻的分散在整個銲錫接點的結構中，而是會使兩種成份形成一種分離的狀態，在分離狀態下金的濃度較大區域的銲錫接點處面臨反複的熱偏移(cyclic thermal excursions)後的完整性將大為降低。對於銲錫接點而言，在兩平板匹配的界面(flat mating surfaces)的部分對銲錫接點的可靠性最為敏感，存在有這樣的界面的區域包括電路板上表面黏著銲墊與晶片型元件(chip component)或海鷗腳造型接腳的元件(gull-wing leaded component)間的界面。 在較大的邊緣部份，若鍍金層的厚度過厚(＞40μ-inches)時，將對銲接的可靠性造成相當大的衝擊，經我們沿著鍍金的表面觀察銲接邊緣部份反應後銲錫的濃度，金-錫共界合金成份主要是在表面黏著與電路板上的鍍金銲墊會形成完全飽和的聯結(complete saturation of confined connection)，這對於銲錫接點的可靠性有著相當大的影響；在過去的例子中可發現銲錫接點上發生破壞最多的情況是在金-錫的共界合金層上，由於金錫共界合金成份(gold-tin IMC)易發生脆化，進而產生裂紋，在整個破壞的過程中，裂紋會沿著表面黏著元件(surface-mount component)與銲墊間的界面成長，嚴重的情況會對接點處產生破斷破壞，由此可知，通常在產生裂紋的區域的共通點就是其組裝銲錫厚度相當的薄，這有可能是因為元件放置(placement)過程中銲錫因不當的插件處置而散失。 有的時候廠商為了使元件在進行迴銲之前就與電路板銲墊間達到良好的附著，而加大元件插件機的置件壓力，希望能藉由加大置件壓力使元件能深埋在銲錫膏之中，這樣的做法卻使原本刷印在電路板銲墊上的錫膏因置件壓力過大而脫離銲墊，這樣的情況將使得在這個區域中的銲錫在迴銲過程中流失，最後導致在銲接反應中輕易的在銲接的表面產生金-錫的飽和共界合金反應(saturated IMC reaction)；由此可知，銲錫厚度對於進行銲接的特定區域而言是相當重要的。附帶一提的是，在銲錫與金層表面進行反應的同時，銲錫中的錫(Tin)會很容易被消耗，消耗過多的錫的銲錫會在銲接共界合金層(IMC layer)與鍍金層以及凝固的銲錫的這兩個界面間冷卻凝固，在材料的性質上，銲接共界合金層(IMC layer)的質地既硬且脆，反觀在兩界面附著的是一質地鬆軟軟、且含鉛量較豐富的區域(lead-rich zone)，這一微細的結構在面臨反複的熱偏移(cyclic thermal excursions)時是相當脆弱的。 七、空孔 空孔(void)形成的原因是一直存在著多種推測，一種比較特別的論點是認為空孔的產生是由於固體(在此係為鍍金表層)中的氣體在加熱的過程中發生膨脹，而導致金屬內部產生空孔，在這個論點是與鍍金表層有關的；除此之外，其它常被提到造成空孔的原因有收縮(shrinkage)以及殘留的助銲劑未能適時排除所導致。通常空孔都是在銲錫與鍍金層間進行銲接反應的過程中，有機材料被大量的吸收所致。在此，吸藏作用在金屬沉積的任何一個步驟會發生。所以若想要有效的降低空孔的生成，就要謹慎的選擇添加物，選擇的重點可放在添加物的晶粒是否經過精鍊(grain refiners)、沾濕作用劑(wetting agents)與光亮劑(brighteners)，否則在金屬沉積的過程中，有機的污染物(organic contaminants)將會大量的吸藏在金屬層中。而以上這些添加物能夠在銲錫熔解以及其與鍍金層產生反應的過程中揮發(volatilize)或消散。 對於銲錫而言，光亮電鍍的沉積(bright-plated deposit)就像是排出氣體自由度的變因(the source of varying degrees of outgassing)，會導致空孔在銲接聯結處產生，這類空孔的形成是值得我們再進一步作探討的；當空孔散出並移動到平板匹配表面(flat mating surfaces)的區域時，又由於在這個區域中的空孔的量相當的少，且也空孔不容易移動，所以無法藉由與其它空孔合併以增加浮力，所以很難逃脫，存在的空孔將使整個結構變的較為脆弱，因為裂紋將很容易從空孔存在的部位產生並隨之擴散開來，最後將造成銲錫聯結處發生破斷，一般來說，越薄的鍍金層將可限制有機材料的吸收與減少空孔發生的機率。 八、鎳的消耗 迴銲之後，在厚的鍍金層有許多界面合金成份的反應發生，相對的在反應發生處一定有許多錫(Tin)被消耗掉，由於在銲錫中的錫被消耗掉，使得在銲錫中鉛(lead)變成佔大部份，如此將使得含鉛較豐富的區域質地變脆；界面合金成份的濃度(Concentration)與空孔(Void)對於銲接的可靠性的傷害是相當大的，由於可想像在面對鍍金`表面處理時要格外的注意。 九、考量的重點 以鍍金層作為表面處理的銲墊在銲錫銲接製程的運用上，有以下幾個要特別注意的重點： ◎鍍金層的厚度必須控制在5μ-inches到15μ-inches的範圍內。 ◎確認在鍍金層下的鎳層(Nickel)為可銲接的。若所使用的鎳中含磷(Phosphorous-Nickel)，則含磷量必須要被控制在最低的劑量。一般而言，鎳的純度要越高越好。 ◎在迴銲的過程中，銲錫熔解成液相的時間要長，如此才可使銲錫與鎳充分的反應，以期達到完全結合。 ◎在電鍍金的過程中，要確保電鍍溶液的品質，其它如溶液的過濾、碳化處理以及製程控制也要同時配合。 十、結論 由過去的經驗中得知，二次反應經常會對材料的結構造成破壞性的傷害；在金-錫銲接接點的破壞機制上也經常可以看到類似的現象，在金-錫銲接點的二次反應中，在金-錫界面會產生金-錫界面合金層，這樣的結果將使得銲錫接點的強度大受影響，進而縮短系統的使用年限，由此可知，在鍍金表面處理的銲墊上進行銲錫銲接是一種相當複雜的學問。在面對業者不斷的要求要提高可靠性的前提下，再進一步的了解鍍金層結構並嚴格的控制製程為不二法門，在良好的製程環境下將可有效的降低破壞發生的機會。 無鉛選擇：錫/銀/銅/鉍系統 　　“最佳化學成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供更高的強度，以及比63Sn/37Pb高大約200%的疲勞壽命。” 　　錫/銀/銅/鉍的最佳化學成分，從SMT製造的觀點來看，是很有用的，特別是因爲它提供較低的回流溫度，這是需要的關鍵所在。 　　最佳化學成分 　　在錫/銀/銅/鉍系統中的三個元素都會影響所得合金的熔點1,2。目標是要減少所要求的回流溫度；找出在這個四元系統中每個元素的最佳配劑，同時將機械性能維持在所希望的水平上，這是難以致信的複雜追求，也是科學上吸引人的地方。 　　以下是在實際配劑範圍內一些有趣的發現(所有配劑都以重量百分比表示)： · 熔化溫度隨著銅的增加而下降，在0.5%時達到最小。超過0.5%的銅，熔化溫度幾乎保持不變。 · 類型地，當增加銀時熔化溫度下降，在大約3.0%時達到最小。當銀從3.0%增加到4.7%時合金熔化溫度的減少可以忽略。 · 鉍對進一步減少熔化溫度起主要作用。可是，可加入的鉍的量是有限的，因爲它對疲勞壽命和塑性有非常大的破壞作用。適當的鉍的量大約爲3~3.5%。 　　美國專利 5,520,752 透露了一種從錫/銀/鉍/銅所選的無鉛合金：在重量上，大約86~97%的錫、大約0.3~4.5%的銀、大約0~9.3%的銦、大約0~4.8%的鉍和大約0~5%的銅。3 　　在3.0~3.1%的鉍和3.0~3.4%的銀、0.5%的銅時，最有效地增加疲勞壽命。再增加任何銅都不會影響疲勞壽命。 　　當鉍保持在3~3.1%和銅在0.5~2%時，3.1%的銀是達到最大疲勞壽命的最有效的配劑。 　　在系統化設計出來的化學成分之中，顯示所希望性能的最好平衡，即，熔化溫度、強度、塑性和疲勞壽命。 　　基本的特性與現象 　　基於Sn/Ag與Sn/Cu的二元相圖，銀與錫之間的相互作用形成一種Ag3Sn的金屬間化合物，而銅與錫反應形成Cu6Sn5的金屬間化合物。對錫/鉍相互作用，預料鉍原子作爲替代原子進入晶格位置達1.0%；超過1.0%之後，鉍原子作爲獨立的第二相沈澱出來。 　　鉍的角色是非常“有力的”2。人們認爲，鉍的沈澱 - 強化機制通常遵循Mott和Nabbaro應力場理論1,2，因爲所測得的合金強度與鉍的沈澱體積分數成比例關係。這說明鉍沈澱物的強化作用主要來自長期內部應力。 　　93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最細的微結構特徵尺寸，這解釋了它的高疲勞壽命和塑性。銀含量高於大約3%預料會增加Ag3Sn顆粒的體積分數，結果強度更高但塑性和疲勞壽命更低。所觀察到的高含銀量的較低疲勞壽命與較大的Ag3Sn顆粒有關，它使Ag3Sn顆粒體積分數更高。據推測，在含有3~3.4%的銀和3~3.1%的鉍的錫/銀/銅/鉍系統中，0.5%的銅最有效地産生適量的、具有最細的微結構尺寸的Cu6Sn5顆粒，因此得到高的疲勞壽命、強度和塑性。 　　與63Sn/37Pb的比較 　　最佳的化學成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供較高的強度，以及比Sn63/Pb37高出大約200%的疲勞壽命。 　　與96.5Sn/3.5Ag的比較 　　93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu具有209° ~ 212°C的熔點溫度，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低9°C。比較它們基本的機械性能，最佳成分在強度和疲勞壽命上表現較好，如高出大約155%的疲勞壽命。它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低，但足夠。 　　與99.3Sn/0.7Cu的比較 　　93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表現出好得多的強度與疲勞壽命，但塑性較低。其熔點溫度比96.5Sn/3.5Ag低15°C。 　　與Sn/Ag/Cu的比較 　　甚至是與錫/銀/銅系統中的最佳性能的化學成分(96.1Sn/3.1Ag/0.5Cu)相比較時，93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表現出高得多的強度(屈服強度與抗拉強度)。其疲勞壽命較低，但還是優越於其他二元焊錫。 　　錫/銀/銅/鉍系統超過錫/銀/銅系統最重要的優點是較低的熔化溫度。最佳成分提供比錫/銀/銅共晶熔點(216 ~ 217°C)低至少5°C。這種錫/銀/銅共晶合金熔化溫度還太高，不能適應當今SMT結構下的各種電路板的應用(熔化溫度低於215°C更現實一點)。 　　推薦 　　熔化比錫/銀/銅共晶合金低幾度，錫/銀/銅/鉍化學成分在表面貼裝製造中處於優勢的位置。考慮到各種印刷電路板(PCB)裝配與過程窗口的要求，具有低於215°C熔點的合金對保持已建立的SMT結構的可製造性是必要的。 　　錫/銀/銅/鉍系統中最佳的無鉛焊錫化學成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu。它具有比63Sn/37Pb更高的強度和疲勞阻抗，而塑性方面也不遜色。其相對較低的熔化溫度(209~212°C)、狹窄的粘滯範圍(小於或等於3°C)和熔濕(wetting)性能特別適合於作爲表面貼裝應用中的63Sn/37Pb的替代品。該合金也具有比任何二元合金(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag或99.3Sn/0.7Cu)更高的強度。 　　93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考慮與評估的63Sn/37Pb替代候選合 **** 錫膏分類與種類 **** 一、依據供給方法區分 1、印刷用 2、其他供給方法:如管狀、針筒狀等等……。 二、依據助焊劑區分 1、免洗型及No Clean：RMA(高性賴性) 、RA(高作業性)……等等。 2、洗淨型：溶劑洗、水洗……等等。 三、依據焊錫粉末合金區分 -共晶(63/37) 、含銀(62/36/2) 、低溫、高溫、及特殊錫膏 四、依據Reflow Oven的加熱方式區分 -IR式、熱風式、急加熱、N2爐等等…… 五、依據產品區分 -可區分為3C的產品：主機板、卡類、家電、通訊等等…… **** 錫膏的組成 **** 錫膏成分 1.錫膏=焊錫粉末+助焊劑 (PASTE=SOLDER POWDER+FLUX) 2.銲錫粉末=錫鉛合金或是添加特殊金屬 3.助焊劑=揮發型成份+固型成份 4.銲錫粉末=錫鉛合金或是添加其他特殊金屬*添加銀(Ag)金屬會使強度硬度增加，連機械強度耐疲勞也會增加。 *添加鉍(Bi)金屬會降低熔點並使焊點變得又硬又脆，使焊點產生斷裂，但其導電性奇佳。 *鋅(Zn)是錫膏中極欲排除雜質之一，無法與錫鉛融合，經時變化後會析出，易造成焊點斷裂。 **** 焊錫粉末顆粒 **** 一、單位類別 1、mesh:使用每英吋網目篩選所需焊錫粉末大小，通常用於不規則形狀之焊錫粉末。 2、μm:公制單位(10-6m) ，使用光學檢測篩選所需焊錫球徑大小，粉末為規則形狀(真圓形)才適用。 二、粉末形狀 1、不規則型:印刷後易下塌造成短路，球徑大小也難一致，較不適合fine pitch印刷作業。 2、規則型:因為是球形的關係，球徑大小也較規則，較適合fine pitch印刷作業，另外球型粉末在不活性氣體中製造，所以焊錫氧化率較低。 **** 助焊劑(Flux)種類及比例調配 **** 一、Flux種類 1、液態:較常用於DIP生產線上，Flow中的Flux。 2、固態:較常出現於錫絲的中間，或是BGA做Rework中使用。 3、半固液態:較常用於錫膏中。 二、 Flux比例 1、體積比:粉末50 vol% Flux 50 vol% 。 2、重量比:一般印刷用Flux含量為9~11%。 * Flux含量低於9%或高於11%皆會造成印刷上困難。 三、Flux成分及作用 Flux =揮發型成分+固型成分 *當錫膏暴露於空氣中太久易產生錫珠及空焊，因Flux中揮發溶劑揮發過多助焊效果不佳造成空焊，另外Flux主成成分樹脂易吸濕，經Refiow產生錫爆。 : 星期四 五月 01, 2003 2:11 pm    文章主題: TEMPERATURE PROFILE TEST GUIDELINE 通則(GENERAL RULES) (一) 溫度曲線量測，每週量測2 ~ 3次，或每天測試1次(建議)，將依客戶相約定而定；但如為試產(PILOT-RUN)或換線(CHANGE MODEL)時，則必須重新量測溫度曲線，以確保溫度曲線之正確性，與品質穩定。 1.溫度曲線量測時，必須使用相同機種之主機板，及相同固定之量測點。 2.溫度曲線區段設定範圍，請依據SOLDER PASTE所提供之溫度曲線而設定；各段區域大致設定如下： (1)升溫區：2.5 ℃/sec以下(最高3 ℃/sec以下；電阻、電容) (2)預熱區：150 ~ 160℃for 2.0 ~ 3.0 min (150℃±15℃for 2.25±0.5 min) (3)迴焊熔融溫度及時間：183℃，50 ~ 90 sec (4)最高溫度：210 ~ 220℃ (最高溫度極限：230℃) (5)冷卻下降時間：3℃/sec (6)以板面均溫性而言，溫度不可低於205℃ (7)所量測之各溫度曲線，相差距之溫度不可超過5℃；第二次(含)量測後與第一次所量測之溫度曲線，同樣相差距之溫度也不可超過5℃。(如為REFLOW OVEN本身溫度的誤差，則可容許沒有5℃的溫差。) 溫度曲線量測方法(TEMPERATURE PROFILE MEASUREMENT) (二) 準備一與上線PCB相同的Bare Board (可為報廢板)製作量測板。 1.將此板製作成為量測Temperature profile的專用量測板，且不可隨意更換量測點或量測板(可重覆量測10次)。 2.再將Bare Board印上錫膏，然後用機器打上或人工焊上CHIPS(電阻、電容、電感等零件)，可與原PCB MODEL所上的零件值不同，但需相同大小的零件。 3.其他(如QFP、TQFP、PLCC、BGA等)同樣選擇與原PCB相同大小的零件，也可使用不良報廢之IC零件。 4. 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ：Solder Paste Printing →CP/IP Mounting or Manual soldering→ Input Reflow oven →finish→製作完成量測板 台灣無鉛化現況 由於全球化環保意識高漲，歐洲WEEE（Waste Electrical and Electronic Equipment）估計將在西元2008年以前把電子產品會危害人體健康與環境生態之物質去除，其中亦包括含鉛之銲錫合金等有毒材料。 為符合環保構裝（Green Packaging）的理念及世界趨勢，工研院於2001年元月一日起由工研院電子所成立「先進構裝技術聯盟」，整合工研院內先前成立的「電子構裝聯盟」、「覆晶及銅晶片構裝聯盟」與「環保構裝製程技術聯盟」，提供我國業者最新構裝資訊與技術趨勢發展，以提高我國構裝產業與國際競爭力。 台灣各廠為因應世界潮流之發展，無不極力尋求各種無鉛化之方法，以符合國際標準。目前台灣筆記型電腦與伺服器無鉛化期限在2001年第三季前要完成生產準備；IC構裝相關工程無鉛化程度應於2002年第二季前完成；PCB無鹵化生產也逾2001年第二季前完成。屆時台灣所有產品應能在2008年達到無鉛化之標準。 資料來源：APE/ERSO/ITRI，工研院經資中心（2001/09） 無鉛專利的紛爭 意味著空白的一年 2000年1月爆發的無鉛焊材專利紛爭，在2001年2月終於結束了。 成為問題的焊材，在無鉛焊材中被視為主流。機器製造商在這一年被迫不能使用此焊材。阻礙其使用的專利問題，國內各機器製造商以何種方式去對應，經過這一年來，由於各製造商所走的路徑不同，也開始呈現在無鉛化發展態勢的差異。 >採用不含鉛焊材（無鉛焊材）的產品陸續上市 （日立製作所、NEC、PIONEER、三洋電機及SONY等之無鉛焊材產品） 機器製造商的組裝技術者，終於放下心頭大石了。 被視為無鉛焊材主流的Sn-Ag-Cu焊材所引發美日之間專利的紛爭，在2001年2月終於落幕了。 從此事件浮出檯面以來，約經過一年的時間，這一年就像是凍結主流焊材之空白的一年。 在此期間，對機器製造商的影響是難以估計的。各製造商如何去渡過，其對無鉛焊材導入各有不同的方向性和態勢。 此專利紛爭，在無鉛焊材實用化中被潑冷水的製造商透露：日本國內使用Sn-Ag-Cu焊材的製造商，因此專利的紛爭，使原計劃輸入美國的產品無法進行，因而不得不變更無鉛焊材導入的計劃。 但是，並非所有的製造商都對無鉛焊材的導入踩煞車。事實上也有在意識到專利問題的同時，為了著實進行採用無鉛焊材而規劃其戰略，加速導入無鉛焊材的製造商。 就在製造商被專利牽絆的情形下，開始一起走向無鉛化。 ■戰略有三種類型 震撼業界的無鉛焊材專利紛爭以及圍繞在相關事件的問題，並非只是組裝業界的話題。對於選定了視為主流的材料，想要使用時，卻遇到有專利的問題，而且還已經有為了此材料而引發紛爭的事件。在此紛爭結束之前，恐怕無法使用此材料。像這樣的情形在很多業界都可能發生。而如何因應無鉛焊材採用的戰略，製造商大概可分為三種： 1. 採用在特性上有缺點，未被視為主流，但與專利紛爭無關之材料。 2. 基本上想使用主流成分的焊材，一面關注著專利問題，一面在主流成分中加入少許與專利不抵觸的材料來使用，同時也進行與專利無關之新材料的研究開發。 3. 等待專利紛爭結束後，再使用主流材料。 *對於被視為無鉛焊材主流的Sn-Ag-Cu系所引起的美日間的紛爭，機器製造商這一年在迴避專利問題的情形下導入無鉛焊材。 各製造商採取的戰略可分三種： 1. 採用與專利紛爭無關的Sn-Ag-Cu-Bi系，避免紛爭，快速進入無鉛化。 2. 採用與專利紛爭相關的Sn-Ag-Cu系，同時也採用與其無關的Sn-Zn系或研究開發新的焊材。 3. 等待專利紛爭解決之後，再行導入Sn-Ag-Cu系無鉛焊材。 *屬於1類型的，即所謂的：高風險，高報酬類型。雖然所選材料比主流材料較不易使用及材料相關資料很少。但是如果能克服而使用的話，便可無視專利紛爭的動向，而集中焦點在其他的材料上，以自己的步調進行採用。 *屬於2類型的，將使用材料分為與主流接近的材料和其他材料。與主流相近的材料，雖然使用上比較容易，但也不能保證一定能完全迴避專利問題。因此，準備了其他材料作為預備材料使用。且在對應專利紛爭變化的同時，從事主流以外的材料開發，可更機動的選擇材料。 *屬於3類型的，為低風險，低報酬類型。在專利的紛爭結束之前，只有繼續等待。雖然未直接受到專利紛爭的影響，比起1，2類型來說，在導入無鉛化的腳步會較遲。 ■無鉛化的道路才剛開始 機器製造商間的無鉛化競爭就像上述3種類型，目前跑在最前面的是1類型的製造商，其採用了與專利Sn-Ag-Cu不同的焊材；接下來是些微差距的2類型製造商，在進行採用Sn-Ag-Cu系焊材的同時，也進行採用別種焊材或從事其研究開發。 而與前兩類型差距甚大的是只採用Sn-Ag-Cu系焊材的製造商（註1）。 雖然如此，但目前無鉛化道路才剛剛開始，今後尚有無鉛焊材適用機種的擴大及具無鉛電極端子零件的採用等任務等待解決。 說到專利的問題，被提及的材料問題也僅止於美日之間。機器製造商對於臺灣製的Sn-Ag-Cu系焊材用於臺灣製的零件上可否輸入日本存在著疑問？且此次成為焦點的專利，在2000年9月有人以個人名義向特許廳提出異議之申請，可能成為新的火種，機器製造商對於審決的動向非常關心。 *SONY採用與專利紛爭無關的無鉛焊材，在2001年3月上市販賣的CAMERA一體型VTR[DCR-TRV30]，以Su-Ag-Cu-Bi系焊材，並未引起專利紛爭。 (a) CAMERA一體型VTR[DCR-TRV30] (b) 主機所使用印刷配線電路板的一部分 *機器製造商苦心積慮的避免捲入專利紛爭之中。 採用Sn-Ag-Cu系無鉛焊材的機器製造商，為了不捲入愛荷華州立大學和千住金屬工業的專利紛爭，所選擇的組成合金。美國NEMI或英國Soldertec Ltd.所推薦的Sn-Ag-Cu系焊材，與千住金屬工業專利組成範圍的一部分重疊。NEMI和Soldertec相當於日本的電子情報技術產業協會（JEITA）的美，英團體。 ■以Sn-Ag-Cu-Bi系突破 今後，各式各樣的阻攔在等待著無鉛化競爭。現在走在最前面的1類型團體內的代表性製造商為SONY。SONY以與此次專利紛爭無關之Sn-Ag-Cu-Bi（Sn-2.5Ag-0.5Cu-1Bi）系焊材而言，早已是被選定為該公司之標準無鉛焊材；所以並未受到此次專利紛爭的影響，而更在這一年加速進行無鉛化（註2）。 Sn-Ag-Cu-Bi系焊材，比Sn-Ag-Cu系成分增加了Bi成分，因而具有較好的潤濕性，但是變得較為脆化，不易使用。使許多製造商望而卻步。 對此，SONY 表示：Sn-Ag-Cu-Bi的弱點，早已完全克服並可使用，而之所以會選擇此焊材不是為了迴避專利，而是比較了各種焊材特性後決定的。 *許多機器製造商以主流的Sn-Ag-Cu系無鉛焊材為主軸進行。 (a)如日立製作所在專利紛爭解決之前，其筆記型電腦[FLORA 220TX] 已使用了此無鉛焊材； (b) 三洋電機PHS的末端顯示[RZ-J91]在2001年 1月開始使用Sn-Ag-Cu系焊材，今後也會持續使用； (c) 數位相機[IDC-1000Z(通稱iDshot)]在2001年2月開始導入Sn-Ag-Cu-Bi系焊材， 在專利紛爭解決了以後，改用Sn-Ag-Cu系焊材； (d) SHARP冰箱等以 Sn-3Ag-0.5Cu成分焊材正式使用。 ■從主力工廠和主力產品開始 SONY以Sn-Ag-Cu-Bi為主軸，進行無鉛化。其最具象徵性的為其製造子公司SONY幸田Tec，SONY製品的組裝子公司集結而成於2001年4月誕生為SONY 的主力工廠。 SONY在此工廠全面導入對應無鉛焊接的設備，在2001年3月已完成約百數台的設備更新。至今仍未有過任何一家公司導入如此多的無鉛焊接設備。 而全面更換為Sn-Ag-Cu-Bi系焊材的最初產品為CAMERA一體型的VTR，於2001年3月上市販賣（註3）。此機種在SONY CAMERA一體型VTR當中屬於主力機種。在主力工廠及主力產品之無鉛化完成後，SONY其他的工廠及其他的產品也開始展開無鉛化，幸田Tec以外的工廠也導入無鉛焊接設備，也有適用無鉛焊材的產品了。 ■選擇不抵觸專利的組成合金 相對於選擇與專利無關的焊材為主軸進行無鉛化的SONY、日立製作所、NEC及東芝等許多的機器製造商，以同時採用幾種焊材的戰略，且幾乎都以專利相關的 Sn-Ag-Cu系為主力焊材，而其中以採用Sn-3Ag-0.5Cu為最多 （註4）。例如：NEC 研究員河野英一便指出：綜觀各類焊材，以Sn-Ag-Cu系最為適合使用。所以，NEC在其PHS等製品上開始採用Sn-3.5Ag-0.75Cu。這些產品因為只在日本國內販賣，所以並未涉及到美國愛荷華州立大學的專利。但是，輸出產品使用此焊材時，便涉及到是否抵觸到愛荷華州立大學專利之問題。為此，在其他產品無鉛化得同時，所使用的焊材便由Sn-3.5Ag-0.75Cu變更為Sn-3Ag-0.5Cu，於2000年4月全面實行。河野表示此為不抵觸專利的安全組成領域。 其他製造商也和NEC一樣提出對策。例如：富士通、三洋電機等，當初也考慮使用Sn-3.5Ag-0.75Cu；最後因為有專利問題、成本的問題及其它公司的動向之考量，而決定改用Sn-3Ag-0.5Cu。 日立製作所方面的動向並不很明確，但是也使用了不抵觸專利的Sn-Ag-Cu系合金焊材。 ***機器製造商採用的主要無鉛焊材*** 焊材種類 Sn-Ag-Cu系 Sn-Ag-Cu-Bi系 Sn-Zn系 代表性的組成 Sn-3Ag-0.5Cu(JEITA推薦焊材) Sn-2.5Ag-0.5Cu-1Bi(SONY公司內標準焊材) Sn-8Zn-3Bi(NEC一部分的產品有使用) 主要採用製造商 富士通、日立製作所、松下電器產業、NEC、PIONEER、三洋電機、SHARP及東芝等 日立製作所、PIONEER、三洋電機及SONY等 NEC 研究開發中的製造商 許多製造商已經實際使用過 日本BICTER等 富士通、日立製作所、日本BICTER、三洋電機、SHARP及東芝等 ■專利紛爭的解決受到製造商們的歡迎 以改變組合的負面變更方式進行的各採用Sn-Ag-Cu系的製造商而言，是欣見解決專利紛爭問題的。（參考附錄一：急轉直下解決專利紛爭，兩者的權利合併供應）。 許多機器製造商覺得應該沒有抵觸到愛荷華州立大學的專利而選擇了Sn-3Ag-0.5Cu，但是若說絕對沒有問題，心中仍存有許多的不安。在專利紛爭未完全解決之前，每家製造商都不願成為第一家輸入美國的製造商。 甚至SHARP 還一度希望在紛爭未解決之前，有關輸入美國的產品表示願意直接支付權利金給愛荷華州立大學。 由於專利紛爭的終結，也有從別種焊材變更為Sn-Ag-Cu系焊材的製造商。如三洋電機在2001年2月開始使用Sn-Ag-Cu-Bi系焊材於數位相機上，現今已決定變更焊材為Sn-Ag-Cu系焊材（註5）。在電鍋製造上，目前正檢討變更為Sn-Ag-Cu系焊材。 東芝方面，筆記型電腦和HDD所導入之焊材，以Sn-Ag-Cu系列和其他焊材並行的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 進行檢討，在紛爭解決後，已決定Sn-Ag-Cu 系為唯一無鉛焊材。 ■阻擋Sn-Ag-Cu系的牆 Sn-Ag-Cu系焊材在進入實用化所帶來的除了專利問題外，還可看出幾道阻礙。 採用Sn-Ag-Cu系之製造商大部分就像東芝一樣在Sn-Ag-Cu系之外研究開發其他種類來一併進行，最大的問題在於Sn-Ag-Cu系焊材的熔融溫度為 215℃~220℃，現行焊材為183℃，Sn-Ag-Cu系高出了30℃，而焊材的熔融溫度提高後，電子零件的耐熱溫度也必須被要求提高（註6）。 現行零件之耐熱溫度為230℃~240℃，製造商則要求其溫度提高到 250℃~260℃。 但是實際上零件依然和以往的耐熱溫度一樣。故焊材的熔融溫度和零件的耐熱溫度差縮小為10℃~15℃。因此，焊接設備要比從前在溫度控制上面更為精密，而製造商也口徑一致的表示不得不導入最新的焊接設備。 ■受矚目的Sn-Zn系焊材 所有的產品和其附屬的週邊機器，為了排除現行的焊材，不僅是自己公司的工廠、協力工廠及海外工廠等所有生產據點的焊接設備都必須更換，而投下巨額的設備資金。協力工廠要在何時導入？導入的規模？也無法確切的掌握？ 其實製造商的心聲是希望盡量以現有設備來導入無鉛焊材。因此，機器製造商便注意到了Sn-Zn 焊材，其熔融溫度約為187℃~197℃，與現行的焊材最為接近，可直接利用現行設備使用。零件耐熱溫度也不需要提高。而且沒有Sn-Ag-Cu系中所含成本較高的Ag，焊材成本較低。 由上述原因，許多製造商都認為無鉛焊材中最有力的候補者不是Sn-Ag-Cu而是Sn-Zn。之前以Sn-Ag-Cu系及Sn-Zn系兩者並行的製造商，可能會因為Sn-Zn系焊材的實用化而快速進入無鉛化。 ■Sn-Zn系實用化的實例 很快會出現 Sn-Zn系焊材已被實用化了。NEC於1999年10月以Sn-8Zn-3Bi的組合焊材用於生產筆記型電腦上，其理由為因應Chip Set等耐熱溫度低的問題，故選擇了Sn-Zn系焊材。有此採用實例的契機，Sn-Zn系一躍而成為受矚目的焊材，許多機器製造商和焊材製造商都投入對Sn-Zn系焊材的研究開發（註7），而Sn-Ag-Cu系的長期專利紛爭也間接助長了對Sn-Zn系焊材的研究開發。 但是截至目前為止，除了NEC之外，並未有任何一家製造商將Sn-Zn系焊材實用化的例子。最大的障礙是Sn-Zn系焊材非常容易氧化。現狀是需要使用N2裝置來對應，若以現有的焊接設備將無法對應。儘管如此，許多製造商對Sn-Zn系的實用化並未放棄，如富士通認為：Sn-Zn是最有魅力的焊材，不能捨棄它。三洋電機表示：一定有方法可以克服障礙使用Sn-Zn。東芝則把能在大氣中使用此焊材定為目標。 昭和電工及日本研磨等多家焊材製造商認為應該對這些意見有所回應，而展開熱烈的開發競爭。焊材原料供應商的三井金屬表示：以焊材的特性來看，相信每個月焊材的順位都會有所改變。雖然不知道詳細的內容，但好像即將會有在大氣中使用Sn-Zn的製造商出現。昭和電工表示：只要有一個實用的例子出現的話，追隨的製造商會急劇增加，進而Sn-Zn的使用將快速的普及化。 *採用Sn-Zn系無鉛焊材的產品NEC販賣的筆記型電腦[Versa Pro]。 ■美日以外的對應不明朗 在此一年之間，大部分的機器製造商都進行無鉛焊材的導入，而美日之間的專利紛爭也結束了。 但是這並不代表無鉛化的障礙已完全排除。機器製造商對於日本以外的問題應如何對應都存在著疑問。 例如：臺灣的組裝製造商從臺灣的焊材製造商購入焊材，以此生產零件再輸入給日本的機器製造商製造產品（完成品）輸出至美國。此例在個人電腦來說，是很有可能的事例。 像這樣的情形，臺灣的焊材或零件要輸入日本時，必須取得千住金屬工業的許可，而如再經由日本輸入美國時，必須取得愛荷華州立大學的許可。 不管怎樣，手續會變得很複雜。為了避免這樣的複雜情形發生，千住金屬工業等與海外焊材製造商開始交涉，以締結許可契約。 另外，機器製造商還有一件擔心的事情，對千住金屬工業的專利，在2000年9月有人以個人名義向特許廳提出異議之申請，預計在2001年5月~6月間會公佈審決結果，許多機器製造商對此事件的結果非常關心。 *專利紛爭解決後的美，日，美日以外國家的焊材和焊材適用之產品的 往來方式。 千住金屬工業，松下產業與愛荷華州立大學，日本Superior在2001年2月對 Sn-Ag-Cu系無鉛焊材的專利紛爭事件和解。合意內容為 (1) 千住金屬工業對屬於其公司之[專利第3027411號]所屬範圍的焊材，許可其在日本製造，使用，販賣等之通常實施權（無再實施權）。 (2) 日本Superior 同意以千住金屬工業專利製造的焊材所生?之產品有輸入美國的權利，但不包含焊材本身在美國使用，販賣的權利。 兩公司以(1)(2)項內容合併提供許可證給日本各焊材製造商，其焊材無論是用於 日本國內或輸出美國的產品上使用，一律支付權利金。 註1：Sn-Ag-Cu系在Reflow製程及Flow製程都可使用，主要還是以Reflow 製程為多數，在Flow製程上也有使用Sn-Cu系焊材。 註2：在本文內焊材組成的表示如Sn-2.5Ag-0.5Cu-1Bi，其組成比例為Ag2.5%,Cu0.5%,Bi1%,其餘為96%為Sn成分。 註3 ：此機種的零件數為1500點，在SONY製品當中是最難組裝的製品。而SONY卻敢於將其導入無鉛化。因為SONY認為如果此製品都能無鉛化，在別的製品上便能更輕易的導入無鉛化。此外，以此產品導入無鉛焊材，只有主機的配線基板，但在2001年8月止，SONY集團委託的協力廠商所生產的電池、AC接續器及連接器等周邊機器也全面計劃導入無鉛化焊材。 註4：Sn-3Ag- 0.5Cu 是在專利紛爭摩擦當時，由電子情報技術產業協會（JEITA）於2000年6月所推薦而決定的組合。 註5 ：Sn-Ag-Cu-Bi系焊材的組成為Sn-2.5Ag-0.5Cu-1Bi。與SONY所使用的成分相同。 註6 ：零件商認為大部分的零件，依目前的規格應該可以對應，關於一部分的零件在封裝或?部的電極的材料有必要變更。例如PC所使用的CHIP SET的耐熱保證溫度為偏低的+220℃，故需要求提高其保證溫度。 註7 ：隨著研究開發活躍的同時，有關Sn-Zn系的專利申請也跟著增加。在日本國內就超過了40件以上。因此，有人認為可能會像Sn-Ag-Cu系焊材般引起專利紛爭的隱憂。但是如被視為主流的Sn-8Zn-3Bi是眾所皆知的合金，大多數人認為會引起專利紛爭的可能性很小。 附錄一 急轉直下解決專利紛爭 兩者的權利合併供應 此次無鉛焊材專利紛爭正式開始於2000年1月。千住金屬工業和松下電器產業共同提出申請之Sn-Ag-Cu系無鉛焊材專利在日本國內通過，為此紛爭的開端。 此專利所記載的焊材組成與愛荷華州立大學在美國取得的專利有一部分是重疊的。於是便發生了千住金屬工業只能在日本而愛荷華州立大學只限於美國行使權利的情形。 因此，例如日本國內製造商，以千住金屬工業所賦予權利的焊材從事生產製品，要輸入美國時便與愛荷華州立大學專利相抵觸。也因為擔心會被愛荷華州立大學要求支付權利金而不敢採用此專利之焊材 2000年底開始急速展開 為了解決上述的問題，千住金屬工業以締結許可契約的方式與愛荷華州立大學從2000年3月開始交涉。同年6月松下電器產業以中間人的身份，促成千住金屬工業與取得愛荷華州立大學許可契約的日本SUPERIOR公司洽談。但是事情並不是順利的發展。以專利為基礎，從事製造，販賣的焊材製造商和非常重視專利為智慧財產權的大學法人，在立場不同的情況下，交涉進行並不順利。 而事情有急轉變是在2000年11月底，在製造商們的強烈要求之下，千住金屬工業對日本國內10幾家機器製造商發行暫定許可證。以此為契機，同年12月26日，兩公司達成基本的同意，之後又取得同意之內容的文字化及最後確認，終於在2001年2月14日，此專利紛爭完全結束了。 譯自日本 nikkei electronics 2001.5.7 (no.795) ***感謝Mr. Yeh提供*** 發表於: 星期四 五月 01, 2003 11:50 am    文章主題: 無鉛(Lead Free)製程研討會心得報告 一、課程名稱:Lead Free (無鉛錫膏)的趨勢與應用 二、日 期:2000/3/14 ~2000/3/15 三、地 點:新竹工業技術研究院51館綜合會議廳 四、授課人員:美國Indium公司研發部總裁 李寧成博士 五、課程內容: 1.Lead Free Soldering發展現況 1-1.Lead Usage History and Concern (a)電子產品方面:具1994年美國研究顯示,Pb solder占所有鉛的使用量小於0.5%。而Batteries comprising則有大於80%的使用量。 (b)PCB Surface Finish:有70~80%的PCB表面處理方式採用HASL。 (c)鉛金屬的危害在於會殘留於環境或人體中,造成神經性毒害。 1-2.Legislation Pressure (a)Europe (Legislation EC)—依據WEEE法案訂定內容中規定Lead,Mercury,Cadmium,PBB and PBDE’s to be phase out by 1 Jan. 2004。 (b)Japan Recycling Law:依據MITI及Japan Automobile Industries Ass. 規定將減少Lead的使用量在2001年減至1996年的1/2;2003年減至1996年的1/3。 1-3.Alloy Selection 目前現有公司所採用的無鉛合金組成如下: No. Company Alloy 1 Motorola Sn95.5Ag3.8Cu0.7 & Sn96.5Ag3.5 2 Ford Sn96.5Ag3.5 3 Nokia Sn95.5Ag3.8Cu0.7 4 Ericsson Sn95.5Ag3.8Cu0.7 5 Hitachi Sn91.75Ag3.5Bi5Cu0.7 6 NEC Sn94.25Ag2Bi3Cu0.75 & Sn97.25Ag2Cu0.75 7 Matsushita Sn90.5Ag3.5Bi6 8 Fujitsu Sn42.9Bi57Ag0.1 9 Toshiba Sn/Ag/Cu 10 Sony Sn93.4Ag2Bi4Cu0.5Ge0.1 2.Lead-Free Solder Alloys The Melting Temp. Lead-Free Alloys (a) Melting below 180℃ Alloy System Composition Melting Rang(℃) Sn-Bi Sn-58Bi 138 Sn-In Sn-52In 118 Sn-50In 118~125 Bi-In Bi-33In 109 (b)Melting 180~200℃ Alloy System Composition Melting Rang(℃) Sn-Zn Sn-9Zn 198.5 Sn-Bi-Zn Sn-8Zn-3Bi 189~199 Sn-Bi-In Sn-20Bi-10In 143~193 Sn-In-Ag Sn-20In-2.8Ag 175~186 (c)Melting 200~230℃ Alloy System Composition Melting Rang(℃) Sn-Ag Sn-3.5Ag 221 Sn-2Ag 221~226 Sn-Cu Sn-0.7Cu 227 Sn-Ag-Bi Sn-3.5Ag-3Bi 206~213 Sn-7.5Bi-2Ag 207~212 Sn-Ag-Cu Sn-3.8Ag-0.7Cu 217 Sn-Ag-Cu-Sb Sn-2Ag-0.8Cu-0.5Sb 216~222 (d)High Melting Solders Alloy System Composition Melting Rang(℃) Sn-Au Au80/Sn20 280 Au-Ge Au88/Ge12 356 Au-Si Au96.76/Si3.24 363 3.Lead Free Surface Finishes 3-1.PCB Pb-Free Surface Finish a.Immersion Au / Electroless Ni b.Immersion Ag c.Electroplated Sn d.HASL Sn-Cu e.OSP 3-2.Component Pb-Free Surface Finishes a.Ni-Pd b.Electroplated Sn-Cu c.Electroplated Sn-Bi d.Electroplated Sn-Ag e.Pure tin 六、研討心得: 1.電子產品無鉛化是將來必然的趨勢,因此我們必須儘早搜集相關資訊與著手研究製程導入的相關作業,以符合無鉛化製程的潮流。 2.電子產品無鉛化製程導入應從零件無鉛化、PCB無鉛化及焊接無鉛化三方面研究。做為系統組裝廠而言,更應該擁有這三方面的資訊與技術資料,才能使系統組裝的無鉛化順利完整的推行。 3.目前無鉛製程的合金組成並未有像Sn(63)/Pb(37)的組合,能獲得全球一致的認可。因此,目前的工作將持續搜集相關研究報告與資訊,並配合相關廠商進行小量試驗,用以驗證製程能力與相關儀器設備所需配合改變的程度。