工艺技术_无铅制程知识讲座

推行無鉛系統所需確認環節 PCB於無鉛製程中之選用與影響 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 O Sn C H 3 C H C H 3 C H 3 C O C H 3 C H C H 3 C H 3 C H 3 C H 3 O O 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 T1 preheattime 50 80secT2 dwelltimeduringsoaking 60 90secT3 timeabove220oC 15 40sec RecommendReflowProfile PF606 P Sn 3 0Ag 0 5Cu 145 175oC TwinPeakReflowProfile 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 D1 D2 D1 Itwillreducethebendingstresslimitonlead D2 dependonIPC 610C IPC 650TM reliabilitytesting LeadFree對Void 錫洞 之影響 問題解析 活性反應 LeadFree對BGAVoid 錫洞 之影響 問題解析 Largevoids Largevoids IPC 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A 2 温度設定組別B Voids集中於Body下方之Land LeadFree對SolderWicking之影響 問題解析 IncreaseheatingPCBtemperatureImprovewettingabilityofpad Reviewreflowtemperatureprofile LeadFree對 焊點亮度 之影響 Sn Pb Sn Ag Cu Sn 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 0 10 20 30 40 50 208 218 223 228 238 ReflowPeak温度 接合強度 N 接合強度Sn Ag Cu Bi 接合強度Sn Ag Cu 広 Sn Ag Cu Bi 広 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 LEADFree IDEAfor WindowsofleadfreewillbemorenarrowthanSn Pbseriesmaterials Evenwholeofworld sreflowhadusePIDcontrolforalongtime ERSAneverstopleveluptheirPIDparts Justthereasonofnarrowwindowofleadfreeprofile youshouldmakesureeverycomponentsonPCBAgotthesilimertempduringwettingprocess Morewarpage lowerquality HowtoletyourPCBAgotthelesswarpageinleadfreeprocess Coolingistheimportantfactorofhighstregth smoothfillet crystalizing Reflow之 溫控性 於無鉛系統之應用 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控制 因此均溫性的控制更加困難 X Ray於無鉛製程上應用瓶頸 Thegraphicshowsthenumberofthetransmittedphotons Highertransmissionmeanslowerabsorption a b c a 低臨界振盪區 C 高臨界振盪區 b 突頻振盪區 LeadFree於實際應用問題點 BGABall是否改成無鉛錫球 PCBmaterial