白蓉生細(xì)說(shuō)無(wú)鉛回焊

RawRawProfileSolderPast?白蓉生細(xì)說(shuō)無(wú)鉛回焊、前言所謂的Reflow，在表面貼裝工業(yè)（SMT）中，是指錠形或棒形的焊錫合金，經(jīng)過(guò)熔融并再制造成形為錫粉（即圓球形的微小錫球），然后搭配有機(jī)輔料（助焊劑）調(diào)配成為錫膏；又經(jīng)印刷、踩腳、貼片、與再次回熔并固化成為金屬焊點(diǎn)之過(guò)程，謂之ReflowSoldering（回流焊接）。此詞之中文譯名頗多，如再流焊、回流焊、回焊（日文譯名）熔焊、回焊等；筆者感覺(jué)這只是將松散的錫膏再次回熔，并凝聚愈合而成為焊點(diǎn)，故早先筆者曾意譯而稱之為“熔焊”。但為了與已流行的術(shù)語(yǔ)不至相差太遠(yuǎn)，及考慮字面并無(wú)迂回或巡回之含意，但卻有再次回到熔融狀態(tài)而完成焊接的內(nèi)涵，故應(yīng)稱之為回流焊或回焊。圖1左圖為位于觀音工業(yè)區(qū)的協(xié)益電子公司，其SMT現(xiàn)場(chǎng)安裝之錫膏印刷機(jī)，為了避免鋼板表面之錫膏吸水與風(fēng)干的煩惱起見(jiàn)，全機(jī)臺(tái)均保持蓋牢密封的狀態(tài)。右為開(kāi)蓋后所見(jiàn)鋼板、刮刀及無(wú)鉛錫膏刮印等外貌。SMT無(wú)鉛回焊的整體工程與有鉛回焊差異不大，仍然是：鋼板印刷錫膏、器件安置（含片狀被動(dòng)組件之高速貼片，與異形零件大形組件之自動(dòng)安放）、熱風(fēng)回焊、清潔與品檢測(cè)試等。不同者是無(wú)鉛錫膏熔點(diǎn)上升、焊性變差、空洞立碑增多、容易爆板、濕敏封件更易受害等煩惱，必須改變觀念重新面對(duì)。事實(shí)上根據(jù)多年量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，影響回焊質(zhì)量最大的原因只有：錫膏本身、印刷參數(shù)以及回焊爐質(zhì)量與回焊曲線選定等四大關(guān)鍵。掌握良好者八成問(wèn)題應(yīng)可消弭之于無(wú)形。二、錫膏的制造與質(zhì)量2?1錫膏組成與空洞錫膏是由重量比88-90%的焊料合金所做成的微小圓球（稱為錫粉Powder），與10-12%有機(jī)輔料

PrinterMounterPrinterMounter圖2錫稿回焊影響其錫性與焊點(diǎn)強(qiáng)度方面的因素很多，此處歸納為五大方向，根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)可知，以錫膏與印刷及回焊曲線（Profile）等三項(xiàng)占焊接品質(zhì)之比重高達(dá)七八成以上，以下本文將專(zhuān)注于此三大內(nèi)容之介紹，至于機(jī)器操作部分將不再著墨。（即通稱之Flux助焊劑）所組成；由于前者比重很大（7.4-8.4）而后者的比重很輕（約在1-1.5），故其體積比約為1：1。SAC無(wú)鉛焊料之比重較低（約7.4），且因沾錫較差而需較多的助焊劑，因而體積比更接近1：1。故知錫粉完成愈合形成焊點(diǎn)之回焊后，其濃縮后的體積將不足印膏的一半。一旦外表先行冷卻固化，深藏在內(nèi)的有機(jī)物勢(shì)必?zé)o法逃出，只好被裂解吹脹成為氣體。此即錫膏回焊之各種焊點(diǎn)中，氣洞或空洞（Voiding）無(wú)所不在的主要成因，其數(shù)量與大小均遠(yuǎn)超過(guò)波焊。圖3無(wú)鉛錫膏中之錫粉（Powder指微小球體）約占重量比88-90%，必須正圓正球形才能方便印刷中的滑動(dòng)。由于硬度較軟容易被壓傷，故攪拌時(shí)要小心。左二圖即為無(wú)鉛錫粉之放大圖。右圖為錫膏中大小錫粉搭配成型的印著畫(huà)面?，F(xiàn)行無(wú)鉛錫膏以日系SAC305為主（歐系SAC3807,或美系SAC405等次之），日系尚另有SZB83，及SCN等。至于AIM公司的著名錫膏CASTIN（Sn2.5Ag0.8Cu0.5Sb）之四元合金在亞太地區(qū)則很少見(jiàn)到。2?2錫粉制造與質(zhì)量將原始焊錫合金在氮?dú)猸h(huán)境中先行熔成液態(tài)，繼以離心力容器將之甩出來(lái)成為小球狀的錫粉；或采氮?dú)鈴?qiáng)力噴霧法，在氮?dú)飧咚欣鋮s及下降而成為另一種錫粉。

SPRAY丿TO?LLFT丿1CentrifugeSPRAY丿TO?LLFT丿1CentrifugeSpindiM?Spindikt之后分別用篩子篩選出各種直徑的小球，然后再按尺寸大小采重量比例去與助焊劑調(diào)配與混合，即成為回焊用的錫膏。對(duì)于錫粉的基本要求比起助焊劑來(lái)較為簡(jiǎn)單，其質(zhì)量重點(diǎn)只要求外形一定要正圓球形，以符合印刷作業(yè)中向前滾動(dòng)的條件。其次是直徑尺寸應(yīng)大小匹配互補(bǔ)，以減少印刷后貼件或踩腳時(shí)的坍塌（Slump）。第三項(xiàng)質(zhì)量是外表所生成的氧化物不可太厚，否則Metali,SolttcrPust<?llu\MnxlelJMetali,SolttcrPust<?^vlEuliitiEy1.LAcl\E<eo<i(yI￡I囲為宦審糊粉在范制屮的圖險(xiǎn)山壷血吃紅的門(mén)色湍分:上螢〔閔廉甲皿戦大.戰(zhàn)書(shū)反射血孑厠或）.雄色潦分為規(guī)〔恰打址學(xué)凰融護(hù)之加門(mén)相反:;圧F團(tuán)溝無(wú)鬧鐲粉兩著之對(duì)陀J.M劃碣盯配制的耳謔亂尊卩仃肌物盤(pán)農(nóng)杲也『工打14吃尿便惟搐比卻離逖冷威旦上在助焊劑未能徹底清除下，熔融愈合中將會(huì)被主體排擠出去而成為不良的錫球。不過(guò)一旦外表完全無(wú)氧化物時(shí)，也較有機(jī)會(huì)發(fā)生“冷熔”（ColdWelding）現(xiàn)象進(jìn)而容易堵死鋼板開(kāi)口。通常要求開(kāi)口之寬度以并迭5-7顆主要錫球?yàn)樵瓌t。圖圖7此圖說(shuō)明印妥之錫膏在預(yù)熱中，會(huì)引發(fā)錫粉表面甚至銅墊的氧化，但到達(dá)峰溫時(shí)，在助焊劑迅速發(fā)揮威力下可對(duì)各種氧化圖圖7此圖說(shuō)明印妥之錫膏在預(yù)熱中，會(huì)引發(fā)錫粉表面甚至銅墊的氧化，但到達(dá)峰溫時(shí)，在助焊劑迅速發(fā)揮威力下可對(duì)各種氧化9milApenLire'zTypc3Powder

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i.SmilIdkL幻門(mén)坊止禺粉璽宛寫(xiě)堵死鋼板之開(kāi)口起見(jiàn).其開(kāi)口的起碼此度必須要大過(guò)H順卩旳也能的暢粉才行2.3助焊劑之成份及品質(zhì)助焊劑（Flux）之成份非常復(fù)雜，已成為影響錫膏乃至于回焊質(zhì)量之最關(guān)鍵部份，且更成為品牌好壞的主要區(qū)別所在。其主要成份有樹(shù)脂（Resin）、活化劑（Activator）、溶劑（Solvent）、增黏劑（Tackifier即搖變劑）、流變添加劑（RheologicalAdditives）亦稱抗垂流劑（ThixotropicAgent,或稱搖變劑或觸變劑或流變劑等）、表面潤(rùn)濕劑（Surfactant）、腐蝕抑制劑等，現(xiàn)簡(jiǎn)要說(shuō)明于后：樹(shù)脂一也就是整體助焊劑的基質(zhì)，一向以水白式松香（Rosin或稱松脂）為主，常溫中80-90%為固體形式的松脂酸（AbieticAcid），高溫中將熔融成為液體并展現(xiàn)活性（常溫中不具活性），可用以去除焊料或待焊底材等某些表面輕微的氧化物?；罨瘎┮灰远焦腆w有機(jī)酸為主（指含兩個(gè)羧酸根COOH者），例如草酸、己二酸；其次是固態(tài)的鹵化鹽類(lèi)〔例如二甲胺鹽酸（CH3）2NHHCL〕等，在高溫中亦可熔化成液態(tài)而得與各類(lèi)氧化物進(jìn)行反應(yīng)，可將之去除并得以改善沾錫性。各種活化劑去銹（去除氧化物）的原理，其一可說(shuō)明為有機(jī)酸或鹵酸與各種金屬氧化物在熱能的協(xié)助下，進(jìn)行多次化學(xué)反應(yīng)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄越饘冫u化鹽類(lèi)而得以移除：MOnInRCOOH*X[(R<(JO)nInlLO3萌rpowH.i1*h日aFluxDhfIe*時(shí)?hM佃fli3萌rpowH.i1*h日aFluxDhfIe*時(shí)?hM佃fli?TriD3ido{$nQ)?亡opgwa.{CuA]inwfitr伯WdiwnMtionmetfiirwvnWhro?id?riwna■TlH/Cu業(yè)血冊(cè)H占鱉11回Hum■?Rrma<imgmtiDHic5Mu?R^itliehgaswdB1Hnfl^cUxg^niGacKlVoldkngMsurrM其二為氧化還原反應(yīng)，以甲酸(蟻酸)將金屬氧化物予以還原，并再經(jīng)后續(xù)之熱裂解反應(yīng),最具代表性：MO+2HCOOHtM(COOH)2+H2OM(C00H)2tM+COn+H2溶劑一以分子量較大的某些高級(jí)醇類(lèi)，或醚類(lèi)酮類(lèi)等較常被采用，可用以溶解某些固態(tài)的有機(jī)物；例如M-Pyrols即為著名的溶劑化學(xué)品?？勾沽鲃┐藙┛稍阱a膏運(yùn)動(dòng)或搖動(dòng)(觸動(dòng))中，出現(xiàn)較易流動(dòng)現(xiàn)象；但在靜置時(shí)卻又會(huì)堅(jiān)持抗剪力，而具有不輕易移動(dòng)特性的化學(xué)品。如此將可使錫膏在刮刀推行印刷時(shí)容易滾動(dòng)，一旦印著定位后的錫膏，則又可強(qiáng)力協(xié)助其保持固定不動(dòng)的狀態(tài)。此類(lèi)添加劑以篦麻油衍生物為主，可增加錫膏的黏度及黏著力(TackForce)。2.4錫膏等級(jí)與配制按照J(rèn)-STD-005錫膏規(guī)范(表2A與2B，見(jiàn)次頁(yè))，依比例選出表列各種直徑的錫粉,然后搭配助焊劑，于特殊"雙行星軌道”之混攪機(jī)中進(jìn)行輕柔攪拌(DoublePlanetaryMixing)中，在不傷及錫粉下可使均勻混合成為錫膏。此種雙行星”攪拌方式，是利用兩具雙拌槳，從同一軸心對(duì)容器內(nèi)的膏體進(jìn)行慢速旋轉(zhuǎn)攪拌。該四槳葉是以其厚度方向從膏體的外緣連續(xù)劃過(guò)，逐漸逼使內(nèi)外膏料產(chǎn)生高效率的混合，只要?jiǎng)澾^(guò)3圈后，大部膏料均已完成彼此混合;旋轉(zhuǎn)36圈后，任何一槳均已與全部成員完成接觸，是一種很溫柔但卻高效的攪拌機(jī)。I輜此為KOSS出靳.專(zhuān)門(mén)用于凰制鐲此時(shí)的敵行址攬畀機(jī)］仃齊棘K啊陞)9兀副漿.頁(yè)其澄尤橈混過(guò)軽的三種朮直圈錫膏在印刷刮刀之水平推行中不但要容易滾動(dòng)，而且穿過(guò)鋼板開(kāi)口著落在PCB焊墊上還要黏牢，要求印后十小時(shí)以內(nèi)，或于零件踩腳時(shí)，均不可發(fā)生坍塌的情形。故知其商品之難度頗高，質(zhì)量亦非常講究。圖圖9此為錫膏規(guī)范中測(cè)試愈合性（Coalescence）的允收與拒收畫(huà)面，其金屬載板為陽(yáng)極處理過(guò)的鋁板，只做為傳熱的工具。良錫膏是一種高單價(jià)的物料（以SAC305錫膏而言，每公斤即在N.T.2000元以上），一旦發(fā)現(xiàn)吸水則只有報(bào)廢一途以減少后患。國(guó)際規(guī)范J-STD-005在其表2A與2B中，已將六種型式（Type）錫膏中的錫粉，按不同直徑在重量百分比方面加以規(guī)定，以減少在印刷與踩腳時(shí)的坍塌，并在熱風(fēng)回焊中容易愈合成為良好的焊點(diǎn)。下列者即為各型錫膏中錫粉組成之百分比，其中最常用者為T(mén)ype3（主要錫粉直徑為35-38pm），其次是用于密距窄墊的Type4（錫粉直徑以30pm為主），其它Type在組裝業(yè)界較少使用（其它Type5or6系用于覆晶FlipChip之封裝）。Tab-le2A%of網(wǎng)WFighi^JorniMlSiz?TypeLargerThanLeuTh^n'LArfArThan30%MinimLi，rmICWiMaKiimurnLe?Then1160Mcrons'50Vicnrs150-75Mcrons20tifcoTs280FAfir*7SMews20M&OHShACTonsA5Microns45-；5K4cr<xis20WtMJrtsTiMf%olSamplebyWEi^ht^-NamiriBlSiltsTypeNan?LargarTharThan-UKLargerTh?nMinimumeetvir?er)10%MasimunniLesTtnan4<0Wicron36Modhe3M口blicrons530MiTCTh52SWcjohs25^15WtCfWS156MMinors15Mbcrons15-5iMucrts5M'crons2.5錫膏現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)性品質(zhì)事實(shí)上錫膏質(zhì)量之待檢項(xiàng)目甚多，不同規(guī)范亦有不同的要求，一般在作業(yè)質(zhì)量與后續(xù)可靠度方面，平均即有15-20項(xiàng)之多。供貨商也并非在每次出貨時(shí)都要每項(xiàng)必做。至于使用者則只需就其生產(chǎn)作業(yè)的必要性，且在無(wú)需精密昂貴儀器的條件下，以簡(jiǎn)易的手法檢測(cè)其關(guān)鍵項(xiàng)目即可。以下五種質(zhì)量項(xiàng)目即按此種觀點(diǎn)而選列，可供使用者現(xiàn)場(chǎng)參考。（1）愈合性（凝聚性或熔合性）試驗(yàn)SolderBallTest（IPC-TM-650之2.4.43），是在陽(yáng)極處理過(guò)的鋁板上，加印一個(gè)小圓餅形的錫膏（直徑6.5mm厚度2mm），然后小心平置于小型錫池上，無(wú)鉛錫池之溫度設(shè)定為245-255°C。此時(shí)錫膏中的錫粉開(kāi)始受熱愈合成為一個(gè)圓頂型的焊餅，錫膏中已熔化的助焊劑則被不斷擠出而向外擴(kuò)張。放置5秒鐘后即小心水平取下并放平，直到冷卻后才以10-20倍放大鏡去做檢查。此試驗(yàn)是在檢查錫粉愈合的能力如何？其中若已部份生銹而無(wú)法愈合之下，將隨Flux向外擴(kuò)散成為衛(wèi)星狀的小碎球。好的錫膏熔合后其錫粉會(huì)集中成球，其中氧化較嚴(yán)重錫粉，在無(wú)法熔合下，將被排擠出來(lái)隨著助焊劑的擴(kuò)散而向外流失，左二圖即為流失者太多而遭到拒收的畫(huà)面。本試驗(yàn)選用AI2O3皮膜的鋁板，是刻意將其當(dāng)成傳熱載體而不使產(chǎn)生沾錫反應(yīng)（即出現(xiàn)IMC），純粹只在了解錫粉本身愈合能力的好壞而已。也可在完成錫膏印刷并于室溫中放置24小時(shí)后，再進(jìn)行愈合試驗(yàn)，以觀察其抗?jié)窦翱寡趸哪芰θ绾巍Ｇ绊?yè)之四圖即為J-STD-005在3.7節(jié)中所列之有鉛錫膏允收規(guī)格之圖標(biāo)畫(huà)面。至于無(wú)鉛錫膏愈合能力的允收情形則目前尚無(wú)規(guī)格，預(yù)計(jì)J-STD-005A于2006下半年內(nèi)發(fā)布后即可有所依循。下列之五圖即為無(wú)鉛膏在氧化鋁板與銅板上另于回焊中所做愈合試驗(yàn)的比較。圖10上圖為錫膏在鋁板上受熱而愈合的畫(huà)面，下三圖錫膏在基材板銅面上的熔合情形。由于錫與銅之間會(huì)出現(xiàn)焊接反應(yīng)并生成Cn6Sn5的IMC,故其愈合后的外觀與鋁銅板上不同。（2）散錫性試驗(yàn)SpreadingTest焊錫性（Solderability）是說(shuō)明金屬表面可否進(jìn)行焊接反應(yīng)，并就其反應(yīng)能力的好壞，以科學(xué)數(shù)據(jù)加以表達(dá)的質(zhì)量。從沾錫天平（WettingBalanee）而言，即可用以測(cè)出引腳的沾錫時(shí)間（愈短愈好）與沾錫力量（愈大愈好）。然而此種精密試驗(yàn)，不但專(zhuān)業(yè)設(shè)備昂貴且相當(dāng)耗時(shí)，而所得數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用價(jià)值卻不大。一般的焊錫性在波焊而言，講究是通孔的上錫填錫能力；就SMT回焊而言，則專(zhuān)注于錫膏愈合后向外的散錫性，以下將介紹簡(jiǎn)易做法的散錫性試驗(yàn)。

圖11此為無(wú)鉛與有鉛兩種錫膏，在窄銅面上散錫性的比較。相同條件下無(wú)鉛錫膏的焊錫性就相形見(jiàn)拙了。有鉛焊料(63/37)之表面張力(SurfaceTension)為0.506N/m；但SAC305之表面張力卻增為0.567N/m，比起前者要超出20%之多。表面張力加大即表內(nèi)聚力(CohesiveForce)增加，而向外擴(kuò)展的附著力(AdhesiveForce)卻減小。于是無(wú)鉛錫膏在散錫性方面當(dāng)然就比起有鉛錫膏差了一截，若能在助焊劑的活化性能方面有所提升時(shí)，也許無(wú)鉛膏還可展現(xiàn)較好的焊錫性。日商對(duì)此做法是利用1.6mm厚的雙面板，做出32mil(800pm)寬的多條并行線路，之后加全面印綠漆而留出線路中間2cm長(zhǎng)的裸銅區(qū)(或另加做不同的表面處理以方便評(píng)比)。于是在此可焊區(qū)的中央印刷上直徑950pm厚度150pm(6mil)的無(wú)鉛錫膏，然后利用生產(chǎn)線的回焊曲線進(jìn)行試焊，并觀其向兩側(cè)散錫的能力。只需簡(jiǎn)單的量測(cè)已散錫的長(zhǎng)短,即可知曉其可焊皮膜或錫膏品牌，在“散錫”(Spreadability)方面的質(zhì)量好壞了。用途。用途。Solderpastecoppercopper20min20min-800//m*11950^2mOSolderpastecoppercopper20min20min-800//m*11950^2mO(thickness:iSOjLZm)圖12此為日本工業(yè)規(guī)范對(duì)錫膏在散錫性方面的試驗(yàn)方法，可針對(duì)錫膏品牌或可焊性表面處理進(jìn)行散錫性的評(píng)比，孰優(yōu)孰劣立見(jiàn)分曉。（3）黏度試驗(yàn)ViscosityTest與黏度指數(shù)（Thixotropy）每批進(jìn)料錫膏之保證書(shū)中，雖已明列其黏度數(shù)據(jù)，但為確保其出貨中的質(zhì)量起見(jiàn)，亦應(yīng)在入庫(kù)前按J-STD-005之3.5節(jié)與IPC-TM-650之2.4.34.3節(jié)，抽檢其黏度值。其做法是將已回溫（5-6小時(shí)）的錫膏，開(kāi)蓋后先用攪拌刀從其刀口方向輕攪1-2分鐘，再整罐置于專(zhuān)業(yè)黏度儀（例如Malcom之PCU201型）之測(cè)座上，并將感測(cè)頭（Sensor）伸入膏體中，續(xù)以10rpm的慢轉(zhuǎn)速度，在25r下取20分鐘后的量測(cè)數(shù)據(jù)做為紀(jì)錄即可。

圖13左為業(yè)界所廣用Malcom牌之錫膏粘度計(jì)PCL-2201,右為其試驗(yàn)平臺(tái)之特寫(xiě)。至于黏著指數(shù)（或稱抗垂流指數(shù)Thixotropy）之質(zhì)量項(xiàng)目，事實(shí)上美式錫膏規(guī)范J-STD-005并未列入，至于其新A版中是否已納入則目前尚不得知。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-Z-3284則已實(shí)行多年，其做法是先求出上述10rpm在20分鐘后的黏度值后，再分別另行測(cè)出3rpm的6分鐘數(shù)據(jù)，及30rpm的3分鐘數(shù)據(jù)。然后將此兩種數(shù)據(jù)分別求取對(duì)數(shù)值（Log），此等讀值應(yīng)落在0.45-0.65之間。所謂的Thixotropy也就是控制Slump的能力如何的指標(biāo)，可令讀者較易體會(huì)其與抗坍塌性或抗垂流性之間的關(guān)系。也就是說(shuō)印刷后較長(zhǎng)時(shí)間的置放中（例如10小時(shí)），觀察是否出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象的質(zhì)量。粘著指數(shù)（Thimtaopy）：大（S.65）粘茫f指數(shù)（"Ihiwm屮力；小林）.4）圖14此為了解粘著指數(shù)所刻意印刷之錫膏，可做為現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比之用。希望其數(shù)據(jù)能落在0.4與0.6之間，即最為理想最適合生產(chǎn)(4)黏著力(TackForce)按IPC-TM-650之2.4.44法，在室溫環(huán)境(25°C,50%RH)中，于玻璃板面印著四個(gè)均等圓盤(pán)形的錫膏(直徑6.5mm厚度0.2mm)，再利用精密拉力計(jì)所加裝之平頭不銹鋼探棒(直徑5.1mm)，對(duì)準(zhǔn)所印之錫膏以2.0mm/s的降速壓進(jìn)錫膏中，并施以重力50g進(jìn)行0.2秒的壓著，然后另以10mm/s的升起速度將探棒緩緩拉起。此時(shí)可按下圖紀(jì)錄其向上拉脫時(shí)的最大力量，如此共做5次再求取其平均值，即為其紀(jì)錄用的黏著強(qiáng)度或黏著力之?dāng)?shù)據(jù)(KN/m2)。(5)印刷能力(Printability)是指對(duì)密距(FinePitch)多墊區(qū)(例如QFP之連墊)，或直徑很小的圓墊等連續(xù)印刷多次，希望仍不致造成黏度值或抗垂流性的改變，甚至放置10小時(shí)仍未發(fā)生坍塌的情形。此種特性對(duì)于連續(xù)施工頗為重要，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)而言此檢驗(yàn)方法也并不困難，美式規(guī)范中亦未列入此項(xiàng)，日系規(guī)范可參考JIS-Z-3284附件5。下二圖即為首印樣與第30次印樣的比較。1stprint1stprint30thprint1stprint1stprint30thprintI:4I:40-4mmpitchSlitwidth:0.2mmIrO.l&nmBW'*rw?W'B-■■1■—尸'■>0.3rrtrndalt:0.15mm■w鞫w..如W電EM?閣1&左対疏距(與密距OC5mil)所井列之鎬膏印祥;上團(tuán)則為開(kāi)封之團(tuán)音先印一拝-邈后到達(dá)鎬育第如汶E卩刪時(shí)■閔E卩另一樣口行出對(duì)并觀療后者是杏在密距處發(fā)生異常坍塌時(shí)形口上二圖即為苴前后兩印樣的對(duì)比宴三、錫膏的管理與印刷3?1冷藏儲(chǔ)存錫膏是由錫合金的正圓小球，搭配一半體積的有機(jī)輔料，均勻摻和而成。但由于兩者比重相差極大，放置過(guò)久后難免會(huì)出現(xiàn)分離沉淀的現(xiàn)象，且當(dāng)儲(chǔ)存溫度較高時(shí)其分離現(xiàn)象還將更為惡化，甚至氧化現(xiàn)象也較容易發(fā)生，對(duì)印刷性與流變性乃至后來(lái)的焊錫性都會(huì)產(chǎn)生不良影響。故只能置于冰箱中(5-7°C)冷藏以保證其用途與壽命。3?2干燥環(huán)境錫膏很容易吸水(Hygroscopic),—旦吸入水份后各種特性將大幅劣化，難免在后續(xù)作業(yè)中制造很多煩惱(例如錫球)，故現(xiàn)場(chǎng)印刷環(huán)境中的相對(duì)濕度不可超過(guò)50%，溫度范圍應(yīng)保持在22-25C，并應(yīng)徹底避免吹風(fēng)以減少干涸的發(fā)生。否則會(huì)很容易失去印刷并造成錫膏的氧化，進(jìn)而亦將耗損掉助焊劑在除銹功能方面的能量，導(dǎo)致腳面與墊面原本應(yīng)有除銹能力之不足，甚至可能引發(fā)坍塌搭橋、四處飛濺的錫球，并使得黏著時(shí)間(TackTime)也為之縮短。3.3回溫后開(kāi)封使用錫膏離開(kāi)冰箱后，一定要在干燥的室溫環(huán)境中，放置4-6小時(shí)達(dá)到其內(nèi)外均溫后才能開(kāi)封使用。不要被容器外表已經(jīng)不冷所騙過(guò)，必須內(nèi)外徹底回溫后才可開(kāi)封。凡當(dāng)錫膏之整體溫度低于室內(nèi)之露點(diǎn)(DewPoint)時(shí)，錫膏外表會(huì)將空氣中的水份予以冷凝而附著成水珠。所謂露點(diǎn)是指氣溫不斷下降中，空氣中的水氣會(huì)持續(xù)增多，直到飽和(100%RH)為止，其所對(duì)應(yīng)的溫度即稱為“露點(diǎn)”。冰箱取出的空杯其表面很快會(huì)有水珠附著就是這個(gè)道理。而且錫膏也不宜快速加溫回溫，以防助焊劑或其它有機(jī)物的分離。未開(kāi)封前已回溫的錫膏，要連瓶一起放在公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)合并的攪拌機(jī)中，并就容器之不同位向予以定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到內(nèi)盛錫膏整體均質(zhì)的目的。正確開(kāi)封的錫膏，還要用小型壓舌片采固定方向溫和攪拌約1-3分鐘，使整體之分布更為均勻，不宜強(qiáng)烈與過(guò)度攪拌，以免錫膏受損及在剪應(yīng)力(ShearForce)方面的弱化，進(jìn)而可能導(dǎo)致坍塌(Slumping)甚至焊后搭橋短路的發(fā)生。圖17良好的錫膏不但在印刷時(shí)不可糊涂與變形，正常壓力踩腳時(shí)也不可發(fā)生坍塌與移位，否則回焊一定會(huì)出現(xiàn)搭橋短路的麻煩。鋼板上的錫膏若未能全數(shù)用完而必須刮回儲(chǔ)存時(shí)，則應(yīng)另外單獨(dú)存放，不可與新膏混和。為了節(jié)省成本起見(jiàn)，當(dāng)舊膏再次回到鋼板上用于較低階產(chǎn)品時(shí)，亦應(yīng)另?yè)捷^多量的新膏以調(diào)和使用。搭配比例則以方便印刷之施工為原則，也有質(zhì)量較嚴(yán)的業(yè)者則寧可不用舊膏。至于有鉛與無(wú)鉛錫膏當(dāng)然是絕對(duì)不能混用，必須要將鋼板徹底用溶劑(IPA)洗凈，才能換膏。3?4鋼板開(kāi)口(Aperture)通常無(wú)鉛錫膏(例如SAC305)中的金屬比重，較有鉛者輕約17%(SAC305為7.44；有鉛Sn63者為8.4),且無(wú)鉛者之沾錫性較差，故助焊劑在比率上也會(huì)多加一些(達(dá)11-12%bywt)，以加強(qiáng)去銹助焊之能力。如此將使得無(wú)鉛錫膏對(duì)鋼板之黏著性增大，在濃稠不易推動(dòng)的狀況中，印后必須要放慢向下之脫板速度，以減少印膏發(fā)生局部拉起與帶走漏印的麻煩。焊性良好的有鉛錫膏，其鋼板開(kāi)口(Aperture)一般要比PCB的承墊(Pads)需小一點(diǎn)，一來(lái)可節(jié)省用膏，二來(lái)也可達(dá)到減少外溢短路的煩惱。但無(wú)鉛錫膏的焊性較差，常需放大開(kāi)口與承墊的比率為1：1，甚至超過(guò)承墊到達(dá)擴(kuò)印(Overprint)的地步才行。事實(shí)上無(wú)鉛錫膏愈合時(shí)的內(nèi)聚力很大，很容易就會(huì)把外緣部份拉回到中央來(lái)。再者輸送軌道上待印的

PCB,到達(dá)定位上升觸及鋼板底面之際，其待印板底部的支撐一定要夠強(qiáng)才行。也就是說(shuō)在刮刀動(dòng)態(tài)施壓中板子不可出現(xiàn)下沉之變形，以減少諸多后患的發(fā)生。印刷臺(tái)面之左右為X軸，遠(yuǎn)近為Y軸，板厚為Z軸，必須要將正確的板厚讀值輸入計(jì)算機(jī)，以達(dá)到待印板上的鋼板與軌道平齊，刮印中才不致造成刮刀的受損。其板厚要用千分卡(Caliper)仔細(xì)測(cè)量與輸入才不致發(fā)生差錯(cuò)。3?5刮刀速度與壓力刮刀速度平均為1-3寸/秒，印速加快時(shí)印壓也會(huì)增大，致使刮刀與鋼板的磨擦加劇，連帶溫度上升又將破壞錫膏的抗剪力，進(jìn)而會(huì)使黏度轉(zhuǎn)稀，造成錫膏著落的不良與容易坍塌。以及于鋼板下緣的溢出甚至搭橋短路，而且還會(huì)使得刮刀磨損增加。故通常只要找到良好印速后，即不可任意加快。但施工時(shí)若發(fā)現(xiàn)錫膏太稠、不易脫離鋼板，著床性不佳時(shí)；則亦可稍行加速約1寸/秒，以便濃稠度得以減弱而方便施工。囹聞左囹說(shuō)明正竄速度與壓力下刮刀行走后的鋼換恚面，不應(yīng)出現(xiàn)任何暢育的獨(dú)跡』看潔灌灌光可監(jiān)人才是正第現(xiàn)捺.上左対切詞錫育的匸卩樣，上右為T(mén)yp詔的印樣?當(dāng)刮刀用力向前推行的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一種向下的壓力(DownwardPressure)，迫使錫膏通過(guò)鋼板開(kāi)口而到達(dá)墊面。對(duì)無(wú)錫膏而言，每當(dāng)行走1寸中將產(chǎn)生1-1.5磅的向下壓力；此時(shí)所刮過(guò)的鋼板表面應(yīng)呈現(xiàn)清潔光澤的外觀，正如同汽車(chē)擋風(fēng)玻璃被雨刷刮過(guò)的整潔清爽一般，即為其最適壓力的表征。換句話說(shuō)良好刮壓的鋼板，其表面不應(yīng)殘留任何錫膏的痕跡。凡當(dāng)刮壓太重時(shí)，則印膏中心處會(huì)出現(xiàn)掠過(guò)的浮刮(Scooping)缺點(diǎn)，也會(huì)發(fā)生溢出(BleedOut)情形。圖圖19左為刮刀下沉太多所造成印膏的浮刮現(xiàn)象。中為鋼板開(kāi)口不潔所引發(fā)的溢出與糊印，右為待印板印妥后下降脫模太快所造成的撕印。有時(shí)可從著膏區(qū)的綠漆邊緣處，看到一連串錫粒的殘存，或外側(cè)錫粒已被壓扁者，均為已發(fā)生BleedOut的明證。倘若刮壓不足以致鋼板表面尚留有錫膏殘跡時(shí)，其藕斷絲連下又將出現(xiàn)印膏局部被撕起帶走的“撕印”(TornPrints)，更將引發(fā)覆蓋不足或提早干涸等問(wèn)題。事實(shí)上刮壓與印速(PrintSpeed)成正比，只要降慢印速即可減輕刮壓，此等由于重壓而發(fā)生的問(wèn)題也都將自然消失了。刮刀不宜太長(zhǎng)，否則涂抹面積太廣，左右兩側(cè)超出待印區(qū)域之無(wú)效印面，只會(huì)造成提早干涸的負(fù)面效應(yīng)而已。采用短刀時(shí)兩側(cè)溢出者應(yīng)以手動(dòng)方式移回印區(qū)之內(nèi)，以免動(dòng)靜差別太久而造成錫膏的變性。3?6緩脫之降距(SeparationDistance)圖20此亦為印后下降脫模太快所拉扯出現(xiàn)的狗耳(DogEar)現(xiàn)象。當(dāng)板面已完成錫膏印刷之作業(yè)，該加工板即將在各頂柱移開(kāi)后，會(huì)先行自動(dòng)緩降以脫離不銹鋼模板。但由于模板開(kāi)口與印膏兩者尚有黏著力量，因而當(dāng)板面的印膏欲自開(kāi)口處下降脫離之際，其動(dòng)作必須緩慢溫柔，以免牽動(dòng)印膏造成不良之狗耳(DogEar)現(xiàn)象。直到印膏已全部安全降離脫出模板開(kāi)口為止，才可對(duì)待印板進(jìn)行較快速的續(xù)降與平移動(dòng)作。此段安全性緩降之落差即稱之為“緩脫降距”。通常此段小心翼翼的降距約為0.1吋(即100mil)。困難印品如CSP等圓墊而言，其降速應(yīng)保持在0.1-0.2in