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銲錫原理您不可不知道的…潤濕 (Wetting)液體在固體表面上的擴散、滲透與結合能力。銲錫原理潤濕的現象 延展性※ θ愈小，延展性愈佳潤濕不良—Poor Wetting※ θ愈小，潤濕性愈好※ 可接受的潤濕角度 0 ° θ 75 ° 部分潤濕—Partial Wetting完全潤濕—Full Wetting銲錫原理潤濕的現象 擴散性※ H愈小，擴散性愈佳※ 擴散率=(D-H)/D×100%銲錫原理潤濕的現象三力平衡※ 當F1F2+F3cosθ 內縮※ 當F1F2+F3cosθ 開始擴散※ 當F1=F2+F3cosθ 潤濕完成液體之內聚力固、液體之表面阻力固體之附著力(液體對固體之擴散力)銲錫原理基板的附著力—F1附著力是不同物質的分子之間的結合作用力 基板的毛細現象愈好，會加速錫的 擴散降低表面張力，會加速錫的擴散金屬間的化學作用能力銲錫原理基板對錫的表面阻力—F2阻力是不同物質的分子之間的排斥作用力 增加光滑性，會降低表面阻力降低氧化物，會降低表面阻力加強清潔度，會降低表面阻力銲錫原理錫的內聚力—F3內聚力是同一種物質的分子之間的相互作用力 增加流動性，會降低內聚力降低粘稠性，會降低內聚力外力的介入，會降低內聚力銲錫原理潤濕的條件 流動性 清潔度 表面張力 粘稠性 毛細現象 金屬化學活性銲錫原理接合界面合金層--IMC溶化的銲料與基材， 互相擴散結合，在介 面產生的化合物銲錫原理界面合金層之形成1.基板暴露空氣中 ?銲錫原理界面合金層之形成2.空氣將銅箔氧化 ?銲錫原理界面合金層之形成3.助銲劑去除氧化層 ?銲錫原理界面合金層之形成4.Cu-Sn界面合 金層形成 ?銲錫原理界面合金層之形成界面形成Cu3Sn、Cu6Sn5之銅錫合金銅錫合金脆硬，太厚的合金層，容易受 熱應力或機械力破壞，產生銲點龜裂高溫下停留時間愈久，合金層愈厚銲錫原理界面合金層之龜裂銲錫原理如何得到良好的銲點無油垢、無氧化的乾淨銲墊與零件腳流動性良好的銲錫不要有太厚的界面合金層選擇合適的助銲劑良好的熱傳導與足夠的熱量助銲劑助銲劑的功用清除銲墊與零件腳的氧化物降低銲錫表面張力在銲接過程中防止再氧化助銲劑熱量是助銲劑最好的催化劑足夠的熱量，才能釋放正離子清除氧化足夠的熱量，才能烘乾基板，避免錫珠飛溅足夠的熱量，才能降低零件過錫產生熱衝擊過高的熱量，將使助銲劑焦化裂解，活性喪失助銲劑助銲劑活性與溫度的關係助銲劑助銲劑運作與潤濕過程助銲劑助銲劑運作與潤濕過程助銲劑選擇良好的助銲劑良好的去氧化的化學活性良好的熱穩定性留存基板之殘渣無腐蝕性良好的可清洗性不含鹵化物絕緣性良好之氯離子含量銲錫合金評價項目Sn-37PbSn-0.7CuSn-3Ag-0.5CuSn3.5Ag0.5Bi8InSn-8Zn-3Bi適合工藝F:波焊 R:回焊F, RFF, RRR熱特性熔點 183℃227℃218℃206℃197℃電特性電阻17μΩcm13μΩcm15μΩcm14μΩcm12μΩcm機械特性抗拉強度(室溫) kgf/mm24.53.3 4.56.58.1蠕變(125℃) 5H1000H4000H90H94H延伸率35%48%46%30%40%潤濕性基板(擴散率) 90%77%85%86%80%品質可靠性腐蝕有無無無無鉛移動有無無無無接合強度○○○○○熱衝擊▲～○○○○○安裝作業性設備工序管理○▲～○▲～○▲～○▲～○焊接溫度＞233℃＞270℃＞260℃＞250℃＞250℃專利註冊財產權無松下/日本松下／千住松下無環保污染性X○○○○資源○○○▲○銲錫合金微量金屬的特性—鉍Bi降低合金共晶熔點合金界面粗糙，易龜裂機械強度差，不耐熱衝擊易氧化銲錫合金微量金屬的特性—銦In沾錫性良好抗疲勞強度很好與鉛不相容，須注意零件腳鍍層機械強度差銲錫合金微量金屬的特性—銀Ag共晶熔點高，沾錫性差導電性極佳銲點灰暗機械強度良好價格昂貴銲錫合金微量金屬的特性—其他元素雜質超標時對焊點性能的影響銅Cu焊料硬而脆，流動性差金Au焊料呈顆粒狀鎘Cd焊料疏鬆易碎鋅Zn焊料粗糙和顆粒狀，起霜和多孔的樹枝結構鋁Al焊料粘滯，起霜和多孔銻Sb焊料硬而脆鐵Fe焊料熔點升高，流動性差砷As小氣孔，脆性增加鉍Bi熔點降低，變脆銀Ag失去自然光澤，出現白色顆粒狀物鎳Ni起泡，形成硬的不熔解化合物無鉛銲錫設備主要的設備迴銲爐—Reflow波峰銲錫爐—Wave Solder手銲烙鐵—Iron Soldering Station無鉛波銲錫爐助銲系統功能：將助銲劑均勻噴灑塗佈到基板底面無鉛波銲錫爐風刀系統功能刮除基板過多的助銲劑，使助銲劑更均勻分佈於基板表面防止過多的助銲劑滴落到預熱板,造成火災意外無鉛波銲錫爐預熱系統功能提供穩定均衡的熱量，促使助銲劑活化，以清潔去除基板氧化物蒸發基板水氣與溶劑，以避免過錫時