前麵一篇介紹了pcb線路板無鉛焊接中任意出現的焊點空洞，本文將介紹電路板無鉛焊接中的另外兩種隱憂：焊環浮裂與引腳錫須。
SAC所形成的焊點與PCB之間還將存在更多的應力，而此應力又將是波焊後其焊點填錫浮離的主要成因。
零件腳必須先要做上可焊性之皮膜，對於無鉛製程之實戰性皮膜而言，目前隻有電鍍純錫層可用。焊接後全未沾錫的上半引腳，其後續老化過程中一定會生須，而且還都是危險的長須；連高錫成份的焊點本身也會生出矮胖的短須，程度上自不如前者那麽嚴重。從多量的焊點切片看來，無鉛焊接在空洞方麵，的確要比目前的有鉛焊接要來得嚴重。而波焊後焊點從銅環上的浮離，或連帶孔環也從基材上翹起，都極少在有鉛焊接中發生過。至於錫須則幾乎已成為高純度鍍錫與焊錫難以避免的宿命，本文將針對此二項與焊接有關的缺點加以探討，期能在排解困難與預防方麵有所助益。
有鉛共熔合金之波焊時，倘若錫池中發生銅汙染時，則其IMC某些位置也會朝向焊點射出Cu6Sn5的針狀結晶，對焊點強度亦將形成負麵影響。
一、焊環浮裂
無鉛波焊(例如S A C 305)約在260一2 6 5℃的峰溫下，經曆約4秒以上的焊接反應，其隨後的固化過程中，經常會發生：
（1）填錫主體自銅環表麵的浮起，而且板子上下兩麵焊環都會浮裂；
（2）甚至連帶銅環也一併自樹脂基材表麵上浮離(Pad Lifting) ；
（3）插腳焊點填錫的撕裂(Hot Tearing) ；等三種差異不大的劣質焊接情形。
（一）、鉛汙染與含鉍焊料之填錫浮起
當進行無鉛焊接時，在焊料、零件腳、與焊墊等三種參與成員中，都必須要達到全部無鉛才行。否則任何一方麵含有鉛量時，都將會造成銅錫介麵互熔結合處的不牢，進而發生固化後容易開裂的“鉛汙染”負麵效應。此乃由於無鉛焊點 。中一旦出現少許的鉛份，則焊接反應的錫銅I M C產生過程中，鉛會加速的朝介麵移動，進而妨礙了Cu6Sn5，良性IM C的生成，以致無法形成強力的焊點。
此點與含鉍焊料出現的“鉍裂”(B i s m u t h S e g r e g a t i o n)在機理上頗為相似，所差異處隻是後者液態焊點中，少許離群的鉍量，卻是出自S n／B i~卻的枝狀固體時，被該固體所趕出在外的遊離份子，進而朝向銅墊表麵移動並阻止了Cu6Sn5的形成，亦經常發生“填錫體”(Fillet)與銅麵的分離。
其次由於無鉛焊接的高溫與長熱，造成Cu6Sn5層的增厚(一般正常I M C隻有2-3μm)，此種銅層大幅流失的現象，很容易在切片上看到。I M C太厚了其結合強度與後續使用壽命當然也隨之減少。
（二）、銅環浮離(Pad Lifting)
當焊環寬度變窄與板厚增大時，其焊後冶卻收縮的過程中，會見到焊料在XY方麵的熱脹係數(CTE)超過板材，而板材卻又在Z方向的CTE大於焊料；兩種惡勢力的合作下，難免將造成銅環自基材表麵的浮離。此種遭受強大熱應力(Thermal Stress)而發生的浮環異常,早巳在業界時有發生並不稀奇。
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（三）、焊點撕裂
凡焊料的組成份(C O mp O S it i 0 n)偏離其共熔合金組成者(Eut e C t i C A 11 O y)，則冷卻固化中都會出現對強度不利的漿態(P a S ty Ran g e)。此種危險的時段中，一旦輸送中又發生震動時，其焊點結晶組織中就會存在微裂，其外表也經常呈現結晶粗糙不平滑之皺紋。且事後的老化(A g i n g)將更令其微隙持續劣化而變成巨裂。無鉛焊料S A C的三元合金，連原始配方都很難達到共熔組成，何況是量產中不斷受到銅份的滲入，要想完全避免焊點之撕裂，其實並不容易。尤其某些產品還要進行多次焊接，完全保證不裂當然就難上加難了。
二、引腳錫須
零件腳電鍍純錫後，其皮膜會逐漸冒出單晶式的錫原子長須，此種異常現象早在1940年代即已出現在文獻中。後來197 0年間美國太空總署(NA S A)某人造衛星中之關鍵元件，發生因錫須而失效的嚴重災情時，才引起世人對錫須的認知。其實不隻是電鍍純錫層會冒出很長的錫須(2 50μm以上)，連高錫量的無鉛焊料(含S n 9 5％以上)，也會長出不太危險的粗短錫錐或錫樁，隻有加入重量比1 O％以上的鉛量後，錫須才不再發生。
且由於無鉛焊料沾錫時間(wetting Time)較長以致動作遲緩，進而造成接觸角太大，常使得焊墊邊緣發生露銅。且無鉛焊點也因加速冷卻下經常出現撕裂，下二圖即為典型的實例。
左爲無鉛焊接之墊麵外緣露銅，右爲無鉛焊焊點被拉裂之俯視外觀。
三、結語
無鉛焊接在政治壓力與商業利益交織下，目前已成為smt貼片91香蕉视频下载安装廠家勢不可擋必將到來到業界的大革命。所有生產P C B之廠商與P C B A之組裝業者，都將會蒙受極大的災難。而此二業界也多半集中在亞洲，台灣與中國大陸尤其是首當其衝。屆時無窮的煩惱必將傷透無盡的腦筋，最好還是先做好心理的準備，以儘量減少可能的傷害。
標簽: pcba
