《熔融过程观看的标的物》
(1) 温度profile不同时，Sn-Ag-Cu无铅焊锡的吃锡性比较。
(2) Sn-Ag-Cu无铅焊锡&Sn-Pb镀层电极之小Chip零件焊接过程。
(3) Sn-Ag-Cu无铅焊锡&Sn镀层电极之小Chip零件焊接过程。
(4) Sn-Zn系无铅焊锡在不同O2浓度下的吃锡性比较。
(5) QFP包装之零件脚在PCB pad上，焊接时脚踝部份fillet之成长过程。
(6) BGA包装之锡球熔融过程。
《说明》
＜1＞
表1.不同温度profile的吃锡性比较
试件名称 Sn-Ag-Cu无铅焊锡
底板 铜板：10mm□，厚0.1mm
锡膏厂商 画面上方：A公司，画面下方：B公司
焊锡成份 画面上方：Sn-3Ag-0.5Cu，画面下方：Sn-3Ag-0.5Cu
印刷形状 直径0.6mm，厚0.15mm
温度曲线 图1(a)、(b)
炉环境 大气
Sn-Ag-Cu无铅焊锡
温度Profile不同吃锡性不同例：
A公司推荐的温度曲线 B公司推荐的温度曲线

(a) (d)

A公司焊锡 A公司焊锡


(b) B公司焊锡 (e) B公司焊锡
良好 吃锡不够


有锡珠 良好
凝固后 (c) 凝固后(f)


【结语】各家公司所推荐的温度profile对自家的焊锡皆没问题。另外，再拿第3家来比较，即使成份相同，预热温度&Peak温度不同，结果仍不同，此时可断言各家的flux才是主要因素。
＜2＞
小chip电极表面镀层不同材质对无铅焊锡之吃锡性又如何?
试件名称 2012 chip
电极镀层 Sn-Pb
焊锡 A公司
焊锡成份 Sn-3Ag-0.5Cu无铅焊锡
焊锡的印刷形状 1.3mm×0.7mm，厚0.15mm
温度曲线 图1(a)
炉环境 大气

照片1 (2)的连续动作
Sn-Ag-Cu无铅焊锡与Sn-Pb电极镀层小chip零件。








(a) 电极熔融前181℃ (b)电极熔融后190℃

(c)焊锡开始熔融219℃ (d)焊锡熔融中223℃
(e)peak温度240℃ (f)凝固后217℃

【结语】Sn-Pb电极镀层先熔，而后无铅焊锡与其相熔，结果良好。

(3)无铅焊锡与Sn电极镀层的吃锡性如何?
表3 Sn-3Ag-0.5Cu无铅焊锡与Sn电极镀层
试件名称 2012 chip
电极镀层 Sn
焊锡厂商 A公司
焊锡成份 Sn-3Ag-0.5Cu无铅焊锡
焊锡印刷形状 1.3mm×0.7mm，厚0.15mm
温度曲线 图1 (a)
炉环境 大气
照片2 ＜3＞的连续动作
(a)Sn-Ag-Cu熔融前217℃ (b)Sn-Ag-Cu熔融中221℃

(c)Sn-Ag-Cu焊锡向上爬升225℃ (d)Sn电极镀层熔融237℃

(e)Sn电极镀层熔融终了239℃ (f)凝固后223℃
《结语》无铅焊锡与Sn两者相熔融得很好。但另外观看234℃~236
℃时，Peak温度为235℃，Sn电极镀层熔融得不充分。故
为求电极镀层也要充分熔融，得保持Peak温度。
＜4＞
表4 Sn-Zn系无铅焊锡在不同O2浓度中的吃锡性比较
试件 Sn-Zn系无铅焊锡
底板 铜板：10mm□，厚0.1mm
焊锡厂商 画面1~4：A公司 Sn-8.1Zn-3.1Bi(熔点：197℃)
焊锡的印刷形状 直径0.6mm，厚0.15mm
温度profile 图2(a)
炉环境 画面1：100 ppm O2浓度画面2：5,000 ppm画面3：50,000 ppm画面4：大气

(b) Sn-Zn焊锡熔融前
(c) Peak温度(熔融)
画面1：良好
画面2：有锡珠
画面3：少部份未熔
画面4：未熔部份多










(d)凝固后

《结语》焊锡厂商提供了100ppm O2浓度下较佳之建言，故画面1效果好。就组装基板而言，有些零件的焊接点也有可能处在5,000ppm下，不是吗?另外，O2浓度50,000ppm, 未熔部份实际系由内层熔融向外沸腾之现象。所以，将来无铅导入时，遇上未熔现象的话，应该先确认”未熔的发生过程”才是。
＜5＞
表5 QFP零件脚踝fillet形成过程
试件 QFP IC
脚pitch 0.65mm
脚镀层 Sn-Pb
焊锡厂商 B公司
焊锡成份 Sn-3Ag-0.5Cu无铅
印刷形状 厚0.15mm
温度曲线 图1 (d)
炉环境 大气
照片3 QFP脚踝fillet生成过程(Sn-Ag-Cu无铅焊锡)



218℃




236℃



(a)熔融中

195℃


(b) Peak温度




(c)凝固后(脚踝fillet完成)

《结语》由于脚镀层先熔，无铅焊锡后熔，故吃锡性良好。不过
要注意，QFP置件不当，则脚踝的fillet必不佳。

＜6＞表6 BGA的球脚焊接状况
试件 BGA包装
试件尺寸 45mm□
球脚距 0.8mm
球径 ψ0.4mm
球脚成份 一般Sn-Pb共晶焊锡
焊锡厂商 C公司
焊锡成份 一般Sn-Pb共晶焊锡
温度曲线 图4 (a)
炉环境 N2，含氧量500ppm
BGA焊锡温度曲线(Sn-Pb)

211℃



(a)


214℃ (b)锡膏熔融中





(c)锡膏熔融完成，正向锡球脚爬升中
219℃






(d)球脚熔融同时，自我拉移定位，最后互熔结束

《结语》虽然锡膏与BGA脚用相同的共晶成份，由于热含量不
同，导致熔融有时间差。BGA本身皆有自我拉移定位
的效果，故置件稍偏移仍可接受。