1臺(tái)灣電路板協(xié)會(huì)白蓉生無鉛化爆板預(yù)防與焊接改善2樹脂組成ResinFormulation固化劑Hardener(架橋劑，硬化劑)板材耐熱性認(rèn)知的不同IPC-4101B對(duì)LF強(qiáng)熱的因應(yīng)IPC-4101B新增四項(xiàng)品質(zhì)內(nèi)容之說明無機(jī)InorganicFiller與有機(jī)填充劑OrganicFiller因應(yīng)LF板材PCB製程的改變無鹵板材的興起與應(yīng)用球墊坑裂PadCratering無鉛焊接之改進(jìn)3基礎(chǔ)Epoxy樹脂是由丙二酚(Bisphenol-A或雙酚A)與環(huán)氧氯丙烷(Epichlorohydrin)兩單體，經(jīng)固化劑參與聚合反應(yīng)而長(zhǎng)成的熱固型(Thermalsetted)樹脂。為了阻燃還需溴化，為了耐熱更摻入多功能環(huán)氧樹脂。例如Tg150℃的FR-4樹脂是由90-92%(bywt)的

DifunctionalEpoxy(Di)，另加8-10%(bywt)的MultifunctionalEpoxy(Multi)多功能環(huán)氧樹脂所組成。耐熱雖變好但脆性亦增大。所謂多功能環(huán)氧樹脂是指：TetraFunctionalEpoxy(此TFE亦可再與Novlac反應(yīng)而成TNE)，CresolNovolacEpoxy(CNE),與PhenolicNovolacEpoxy(PNE)以及Bis-phenol-ANovolocEpoxy(BNE)等常見四種具苯環(huán)支鏈性環(huán)氧樹脂，可與主鏈性基礎(chǔ)樹脂組成共聚成耐熱的Epoxy。凡當(dāng)Di之單價(jià)指標(biāo)為1時(shí)，TNE約為2.5，PNE為1.5，CNE為1.9，BNE為1.6。通常CNE之立體結(jié)構(gòu)不太均勻故不易碎裂，PNE則呈比較均勻的片狀組織故容易碎裂，而BNE則介乎兩者之間。Tg愈高者，多功能的PNE與CNE也需混入較多，至於黃色的TNE由於成本較貴現(xiàn)已少用，但卻能阻攔UV的穿透，故PCB不可或缺。1.樹脂組成ResinFormulation4除膠渣攻擊處56GlycidyletherofBPA基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂TBBPA-AdvancedResin阻燃性基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂n,m>0(1)樹脂廠將基礎(chǔ)Epoxy做完溴化後賣給CCL廠(3)線性的PN也可與其他如腈酸脂等共聚成中間體CH2O─C≡NnO─C≡NO─C≡NCH2開環(huán)架橋基開環(huán)架橋基開環(huán)架橋基此即為PNC(2)樹脂廠也將多功能Epoxy賣給CCLCH2CH2O--CH2–CH--CH2

OO--CH2–CH--CH2

O--CH2–CH--CH2

n此即為PNEOO72.固化劑Hardener(硬化劑)與含溴

主要固化劑有Dicyandiamide(Dicy)

及PhenolicNovolac(PN)

與Bisphenol-ANovolac(BN)等三種，前者架橋能力極強(qiáng)，故只要

加入5%bywt即可達(dá)到良好的聚合。但因其具有極性(polarity)

故容易吸水與引起CAF且耐熱性不佳。後兩者PN與BN脆性較大

架橋能力較差，常需加到20-25%bywt才能使Epoxy達(dá)到良好的

聚合，且單價(jià)較貴故整體成本上升，不過因極性小致使抗CAF與

耐熱性也較佳。

Dicy所架橋的Epoxy容易遭到強(qiáng)熱而裂解，故當(dāng)其Br釋出後

板材即容易變黃褐色。PN硬化者耐強(qiáng)熱性變好故亦較少變黃，不過卻脆性增大銅箔抗撕強(qiáng)度(PeelStrength)

也較Dicy硬化者稍差。早期低Tg的Epoxy其含Br量須達(dá)20%以上，才能通過UL的V-0級(jí)

耐燃試驗(yàn)，現(xiàn)高Tg者含Br量已可降到16%了。其他高階固化劑尚有SMA、DDS、DDM、Piperidive、聯(lián)胺與

二乙三胺等用量不多。8CH3Phenol,Cresol,OHOH酚甲酚DDS胺基二苯碸Diamino–Diphenyl-Sulfon為含氮之固化劑雙腈胺固化劑PhenolicNovolacStyreneMaleicAnhydride9環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)之代表式R1HCCH2O+HNCNH2NHCNCHR1CH2OHNHCNH2CNEpoxyResinCuringAgentPolymerSegment

DicyCuringEpoxyResinCuringAgentPolymerSegmentR1HCCH2O+OHR2CHR1HOOCH2R2

PhenolNovolacCure10固化反應(yīng)機(jī)構(gòu)

CuringReaction12Novolac13PN/BN固化劑的缺點(diǎn)採(cǎi)PN與BN做為Epoxy的固化劑，雖然能通過上述IPC-4101B的四項(xiàng)耐熱性指標(biāo)，但所帶來的缺點(diǎn)卻也不少。PN的成本與產(chǎn)速均比Dicy遜色(注意：UL對(duì)PN固化者審核較嚴(yán))

PN/BN固化的Epoxy不但材料較脆且本身應(yīng)力很大，加以對(duì)銅箔與玻纖布的附著力也很差，雖然多次LF另外焊接後外觀較少見到爆板，但切片可見到的內(nèi)部微裂卻不在少數(shù)。且PN硬化的PP外觀常出現(xiàn)橘子皮狀，對(duì)細(xì)線成像有負(fù)面影響。線性PN以6個(gè)單位者較佳，1-2單位者高溫中容易形成揮發(fā)份造成微裂，且多層板壓合參數(shù)之高溫時(shí)段宜延長(zhǎng)到100分鐘以上，否則固化不足也容易爆板，鑽孔ChipLoad須降低，Desmearing

與PTH也都要適度修正。固化劑單價(jià)用量固化劑溶劑樹脂溶劑含浸速度DicyNT$88/kg3%DMF,23元/kgAcetone30元/kg10m/minPNNT$103/kg30%MEK,36元/kg高沸PM36元/kg6-7m/min14兩種固化劑的特性比較TypeDicy-curedPN-curedLaminate1ozcopperfoilpeelstrength(lb/in)11~137~9Innerlayeroxidecopperfoilpeelstrength(lb/in)3~41.5~3DrillCost11.3~2DesmearEASYRequireModificationPTHReliabilityGOODPOORLaminationEASYDifficult15DicyTypeDicyFreeType1.LaminatePrice11.05-1.152.DrillingCost123.DesmearTime11.5-2PCBTotalCost11.05-1.1排除Dicy後成本的上升註：以上估計(jì)尚不包括良品率（Yield）在內(nèi)注意：完全排除Dicy將造成板材變脆，樹脂容易開裂與銅箔附著力（抗撕強(qiáng)度）減弱等不良效果。16板材吸水後高溫中會(huì)形成水蒸氣，進(jìn)而對(duì)板材產(chǎn)生擴(kuò)漲撐裂的力量，此圖說明溫度愈高時(shí)，其蒸氣壓(PSI)愈大的關(guān)係圖。1718

CCL業(yè)者對(duì)板材耐熱性的檢驗(yàn)法，是裁取1.6mm厚無銅的板材，先將四周磨平以減少毛細(xì)吸水。在不除濕下直接進(jìn)行288℃的漂錫，5分鐘不爆板者只能算是普通，10分鐘以上不爆板者才是好板材，目前20分鐘不爆者也很常見。

PCB業(yè)者則將已完工且具有內(nèi)外銅層及衆(zhòng)多通孔的樣板，通過288℃/10秒的漂錫6-9次不爆裂者，才算是好的PCB。此與上述CCL之差異在內(nèi)層黑氧化、鑽孔、除膠渣與其他濕製程或機(jī)械加工等造成各種內(nèi)傷者，已有所不同。

PCBA業(yè)者認(rèn)為完工多層板，應(yīng)通過所認(rèn)同的回焊曲線(Profile)

至少試焊6次以上，外觀不爆裂不起泡者才算是良好耐熱性的PCB。然而完工多層板即使6次模擬回焊不爆板，也不代表下游真正貼裝回焊與插裝波焊零件的前後三次不爆板(正反面兩次回焊，再加一次波焊或補(bǔ)焊)，原因是零組件本身的CTE與PCB不同，回焊爐也有異，強(qiáng)熱中甚多額外應(yīng)力仍將造成爆板。3.板材耐熱性認(rèn)知的不同19左圖為美商IBM與Celestica針對(duì)無鉛焊接空板考試用的回焊曲線，右為板面K-Type感測(cè)用熱偶線（ThermalCoupler）所焊牢的三個(gè)位置?？荚嚢逡还惨?jīng)過5-6次以上試焊，不可出現(xiàn)任何爆板與起泡等缺點(diǎn)時(shí)，該空板才算及格。此處回焊曲線是刻意設(shè)計(jì)成特別嚴(yán)苛者，想要知道空板的極端耐熱性到底如何。20

已較4101A增加了Tg、Td、Z-CTE（α1、α2、與50-260℃等三種狀況)，以及TMA（T260、T288、T300

）等四項(xiàng)全新品質(zhì)內(nèi)容。草案中原所設(shè)置的CAFResistance，正式發(fā)佈時(shí)已改成了Others。

4101B在主文第7節(jié)中文字新增了所謂LeadFreeFR-4

的”Keyword”，並明指六種規(guī)格單（書）者為“無鉛FR-4”。亦即/99,/101,/121,/124,/126與/129等全新”可耐無鉛

焊接“的板材（見後附表例）。並在第7節(jié)主文內(nèi)說明“似

可適用於無鉛焊接”，但卻未保證不爆板。六種新材中99，101,與126三材尚可加入無機(jī)填充劑（InoraganicFiller，大

陸稱填料）5%bywt以上（一般約20%）?，F(xiàn)附列6頂新材之重要內(nèi)容及一份Spec.Sheet於後：4.IPC-4101B對(duì)LF強(qiáng)熱的因應(yīng)2122STII=Tg/2+Td/2–總CTE(%)的絶對(duì)值X10STII應(yīng)>215，才是可耐LF的好板材STIISolderingTemperatureImpactIndex2324有鉛焊接時(shí)代認(rèn)為Tg

較高的板材，其耐熱性、耐化性，機(jī)械強(qiáng)度均較好，目前170℃以上稱為高Tg(但卻較硬較脆、附著力也較差)，150-170℃者為中Tg。150℃以下者稱為低Tg。然而LF強(qiáng)熱環(huán)境中，即使高Tg

者也早已經(jīng)進(jìn)入α2的橡膠態(tài)為時(shí)甚久

(約100秒以上)，使其Z-CTE大增至300ppm/℃以上，這才是爆板的主因。Td

說明高溫強(qiáng)熱中，聚合物將裂解為小分子甚至氣體逸走，且揮發(fā)份也將飛散因而重量會(huì)減輕。採(cǎi)TGA檢測(cè)時(shí)凡當(dāng)其失重達(dá)5%者，即稱其為Td(310-340℃)。但真正起爆點(diǎn)卻是在失重0.75%即已發(fā)動(dòng)了。Z-CTE又再分為①α1玻璃態(tài)者平均約55-60ppm/℃②α2橡膠態(tài)者上限為300ppm/℃③50-260℃間總體CTE之上限為3.0-4.0%。板材Z-CTE(尤其是α2)太大才是爆板的主因，降低Z-CTE最有效的方法就是添加無機(jī)Filler，減少樹脂縮陷就是明證。三種TMA式耐熱裂時(shí)間又以T288

較常用，平均以5分鐘為起限，此T288等與無鉛焊接的峰溫高低有關(guān)，就總體耐熱性而言，Td

為主而T288

為客，亦即客隨主變。5.IPC-4101B新增四項(xiàng)品質(zhì)內(nèi)容之說明2526TMAAnalysis降低Z-CTE將可減少爆板！27ComparisonTGAandTMARelationshipbetweenTdandTxyz–Excellentcorrelation

betweenTdandT260/T288/T300–

Txyz

exp(Td)brominatedepoxysystems–

Txyzcorrelationexp(Td)28CoefficientofthermalexpansionLowerCTEwillberequiredifprocesstemperaturesgoupduetolead-freesolderingLF-150LF-150filledLF-1701,ppm/K6045602,ppm/K250210250[50-220]2.4%[50-245]3.0%[50-245]2.4%[50-245]2.6%T=220°CT=245°C29檢測(cè)韌性之落擊試驗(yàn)

Toughness:ImpacttesterEnergyofinter-laminardelaminationonimpactBYKGardnerISOimpacttesterDroppingweightDeterminetheminimumheighttogenerateinter-laminardelaminationThehigher,thetougherthelaminate30韌性ToughnessPunchingtest:ReferencesFR-4Dicycured:Ranking=5(excellent)toughenedhighthermallyresistantsystem:Ranking=4(good)conventionalhighTdsystem:Ranking=2-3(poor-fair)conventionalfilledhighTdsystem:Ranking=1(unacceptable)31韌性與附著／固結(jié)力

Toughnessvs.Adhesion542-31FR-4DicycuredtoughenedhighTdconventionalhighTdfilledconventionalhighTd3214017515017550100250200150300140150175175C材A材B&D材DicyDicyPNPN33140175150175140175150175C材A材B,D材有鉛焊接Peak230℃無鉛焊接Peak260℃34

35A140C175B150D17536

耐強(qiáng)熱抗爆板之填充劑又可分為Inorganic與Organic兩類，無機(jī)Filler單價(jià)便宜，成本只有雙功能環(huán)氧樹脂的70%而已。有機(jī)Filler則比樹脂還貴很多（至少5倍以上）。無機(jī)填充劑以乳白色矽砂Silica為主

(SiO2，dia.1-2μm，N.T.40-50/kg)，其他尚有滑石粉Talc(size2-3μm

，density2.3)雲(yún)母粉Mica、石墨粉或石棉等。日系無鹵板材之Fillers則以Al(OH)3氫氧化鋁(ATH)為主，因其裂解脫水時(shí)尚可吸熱而阻燃。通常Silica要加到樹脂20%bywt以上，其α2-CTE/Z的下降效果才會(huì)顯著(可達(dá)250ppm/℃以下)，但卻對(duì)PCB製程的鑽孔、除膠渣、與PTH甚至其他濕製程，以及成板品質(zhì)都會(huì)帶來極大的影響。

UL阻燃規(guī)格認(rèn)為無機(jī)Filler未達(dá)5%bywt者，可不必另外申請(qǐng)黃卡的阻燃認(rèn)證。CCL業(yè)者偏好低成本的Silica，但對(duì)因總體影響太大故亦步步為營(yíng)不敢過度添加。添加無機(jī)Filler對(duì)電性Dk

有上升的負(fù)面影響(約上升0.1-0.2)，但對(duì)Df

卻有下降的好處。且1-2μm

的Silica要在樹脂中徹底打散均勻分佈並不容易，且生膠水比重變大黏性增濃，對(duì)於含浸工程亦有不良影響。6-1.無機(jī)填充劑InorganicFiller3739塞孔樹脂的圓形Filler綠漆中的不規(guī)則Filler406-2.有機(jī)填充劑OrganicFiller4101B雖已明指Filler為無機(jī)者，但亦未限制有機(jī)Filler的使用。有機(jī)填充劑的的好處是對(duì)下游PCB製程的衝擊較小，但成本太貴（約為Di-functional的5-10倍）且目前效果不很明顯（尚未真正做過實(shí)裝真焊之末端試驗(yàn)，結(jié)果尚待瞭解）故CCL業(yè)者較不愛用。通常為改善一般熱塑型塑料的韌性（Toughness）起見，業(yè)者多年來早已大量添加RubberCore於各種塑料中，以降低其僵硬性（Stiffness）。日商Kaneka鐘淵化學(xué)對(duì)Epoxy添加之商品為CSR（CoreShell

Rubber）；其韌性變好的說法之一：是利用其內(nèi)部的橡膠核粒面對(duì)外來之衝擊而變形進(jìn)而吸收其能量，其二說法是樹脂中獨(dú)立微小粒子可扮演開裂的終結(jié)者（CrackTerminator）。通常橡膠微粒不易在清膠水中wetting很難與熱固型的Epoxy均勻混合，為避免膠粒彼此凝聚起見，特將橡膠核外表包封上一層可與熱固型樹脂親和的外殼，如此即可均勻混入Varnish（A-stage）而不至沉降或凝聚。41

另外日立化成亦有類似的有機(jī)Filler產(chǎn)品FICS，號(hào)稱可將板材Tg

以上的Z-CTE降到206ppm/°C甚至161ppm/°C。為了減少PCBA組裝者的LF爆板起見，供應(yīng)錬中CCL、PCB、

PCBA等上中下游業(yè)者，必須捐棄立場(chǎng)開誠(chéng)佈公通力合作，則LF焊接方得以順利量產(chǎn)。42乳膠液4344日立化成的有機(jī)填料45有機(jī)填料的本領(lǐng)46樹脂基體固結(jié)力的T型抗撕試驗(yàn)47樹脂基體（Matrix）之抗剪試驗(yàn)48薄形樹脂基體遭受外力之破壞模式49

韌性試驗(yàn)

耐熱之外韌性也很重要50IST是對(duì)完工板進(jìn)行熱應(yīng)力試驗(yàn)的快速方法，可以取代早先非常耗時(shí)的溫度循環(huán)試驗(yàn)TCT對(duì)試樣（Coupon）內(nèi)部可產(chǎn)生均勻的應(yīng)變（Strain或脹縮變形）試樣內(nèi)有兩組線路，一組通過高電流加熱，另一組監(jiān)視樣板Z方向快速脹縮對(duì)通孔銅壁造成傷害的訊號(hào)線。試樣先模擬回焊3次再上機(jī)從室溫到高溫150℃繼續(xù)加熱冷卻試驗(yàn)直到fail為止。經(jīng)過數(shù)百次的快速脹縮後，可由訊號(hào)線電阻值的上升（超過10％即認(rèn)為失效）而得知孔銅被拉斷或壁與環(huán)的分離（ICD），可再進(jìn)一步切片證實(shí)。

互連應(yīng)力試驗(yàn)InterconnectStressTesting(IST)5148三種高Tg板材IST循環(huán)次數(shù)的比較CD*D52350IST溫度循環(huán)試驗(yàn)（銅孔壁電阻值增加10%即失效）537.因應(yīng)LF板材PCB製程的改變

壓合曲線（升溫與加壓）須重新設(shè)定，以配合所摻用的多功能Epoxy與PN固化劑，以及添加SiO2等以致增大黏度與額外增加高溫溶劑。並須採(cǎi)K-type的感溫線實(shí)測(cè)多層板材各膠片層的溫度變化情形，做為加壓的參考。壓合後多層板須利用TMA檢測(cè)其各PP層的ΔTg，其測(cè)值不宜超過3oC，否

則即表硬化不足與耐熱性欠佳。樹脂縮陷不可太大?？赡蜔o鉛焊接之板材不但Tg

提高(150oC以上)，且還加入20%bywt的無機(jī)

Filler。如此不但增加鑽針之耗損而且樹脂也容易粉化，將導(dǎo)致孔銅附著力減弱。應(yīng)提高鑽軸(Spindle)速度至15萬或20萬轉(zhuǎn)(RPM)以上，否則應(yīng)降低進(jìn)刀量（ChipLoad）以優(yōu)化其孔壁。當(dāng)然Desmear

也應(yīng)加強(qiáng)。切外形或V-cut等刀具磨耗率變大，應(yīng)縮短其作業(yè)壽命以降低加工部位的應(yīng)力

而減少後續(xù)的爆板。5411'NP-155F/NP-175FTvst0501001502002500112040145200t(min)T(℃)9'110oC110'-120'195oC20'55'125’~135’340psiNP-155F/NP-175FPvst050100150200250300350400050100150200t(min)P(psi)60'150psi5'15'150psi7.1乾製程壓合參數(shù)的改變高溫時(shí)段需延長(zhǎng)以協(xié)助Non-Dicy

徹底固化55Non-Dicy

固化劑完工所需熱量幾為Dicy之一倍56ComparisonofLaminationWorkingWindow577.2內(nèi)層板黑氧化的改進(jìn)

BlackOxidationBrownOxidation(Horizontalprocess)ECRohm&HaasMD100LEATONP140FR-44.933.853.574.56NP-155F3.563.213.013.53NP-175F3.613.233.033.57有機(jī)金屬式微蝕使銅面特別粗化減薄式氧化皮膜或浸鍍鍚使壓合中形成Cu6Sn558銅面微蝕粗化與BO處理後的外觀59Newpin0.3mm

X-158V100.3mm3000孔平均磨損率:48.5%5.33mil25.19mil25.47mil210.34mil2X-1500.3mm3000孔平均磨損率:39.9%6.25mil26.02mil26.36mil27.3鑽孔的因應(yīng)提高鑽機(jī)的轉(zhuǎn)速到20萬RPM以上重訂Hit與Resharping的參數(shù)60Newpin0.8mmX-158v100.8mm2000孔平均磨損率:17.9%32.4mil233.0mil235.4mil241.65mil2X-1500.8mm3000孔平均磨損率:19.3%34.5mil234.3mil233.8mil2利用特殊軟體計(jì)算針尖第一面(FirstFacet)之面積，即可知道

不同板材之磨損率61眉毛效應(yīng)板材Z膨脹（50-260℃）約為3.5%，但銅層只有17ppm/℃，因而強(qiáng)熱後垂直方向會(huì)發(fā)生”眉毛效應(yīng)”，添加無機(jī)填料後將可獲得改善。62左圖為鑽針動(dòng)量（Momentum）不足又不想降低進(jìn)刀量犧牲產(chǎn)能下，板材軟硬不同使得針尖搖擺而出現(xiàn)孔壁凹凸不平的立體畫面中為放大截面圖，右為的厚銅板在經(jīng)25萬轉(zhuǎn)強(qiáng)大動(dòng)量所切削，完美孔壁與精采鍍銅的畫面。增加鑽軸轉(zhuǎn)數(shù)（20萬轉(zhuǎn)以上）或降低進(jìn)刀量（ChipLoad）將可得到慢工出細(xì)活的孔壁63

深孔鍍銅之延伸率(Elongation)須>20%以減少回焊後斷孔647.4無鉛焊接濕製程的因應(yīng)

Desmearing

後為了得到蜂巢式的樹脂表面，不但要加強(qiáng)高錳酸鉀槽液的作業(yè)條件，

而且堿性溶劑型之膨鬆前處理亦須同時(shí)更改做法。鑽針動(dòng)量不足會(huì)使粉化的基材容易殘留溶劑(SolventRetention)，進(jìn)而在後續(xù)焊接

中發(fā)生樹脂空洞(ResinVoids)，化銅層破洞（ElectrolessVoid），電銅層的大洞，

楔形孔破(WedgeVoids)與燈芯效應(yīng)(Wicking)等缺失。65Dicy

硬化PN硬化PN/BN固化者較不易做好除膠渣的反應(yīng)66ComparisonofDesmearingProcess

Dicy-curedlaminate

PN-curedlaminate67

無鉛焊接中傳統(tǒng)式鬆散結(jié)晶的化銅層將經(jīng)不起考驗(yàn)，而可能出現(xiàn)後續(xù)分離，進(jìn)而造成孔銅與孔環(huán)間的互連失效（ICD）。應(yīng)改善化銅配方（添加安定劑與改變燒堿甲醛等）減緩其沈積速率，增大其晶粒、減少其晶界、降低其內(nèi)應(yīng)力，使化銅層增加對(duì)基材的附著力。傳統(tǒng)化銅層低應(yīng)力化銅層電鍍銅則應(yīng)提升其延伸率（Elongation）至20%，並使厚度鍍到1mil，以減少微裂與斷孔，並強(qiáng)化其鉚釘效應(yīng)(RivetEffect)。無鉛焊接已使得孔銅的疲勞壽命（FatigueLife）縮短50~80%之多，其可靠度須採(cǎi)IST試驗(yàn)與漂錫試驗(yàn)(288oC/10sec，6次)共同監(jiān)督。68NormalFR-4

Mid.TgPN

HighTgPN

三種板材除膠渣的比較與埋孔裂口Mid-TgMaterialNon-Dicy

withfillerNP155FPCL254HRDE104IT158TUC662EM825兩種板材耐熱性的比較耐熱性較好之商品69WithFillersWithoutFiller70WithFillersWithoutFiller71厚銅多層板耐熱性不足，將易發(fā)生Z-CTE失控的眉毛效應(yīng)與孔銅後面的樹脂縮陷(ResinRecession)72737.5LF焊接PCBA業(yè)必須的因應(yīng)各種較大較厚的板類，組裝前均應(yīng)在125℃中烘烤2小時(shí)，以消除累積應(yīng)力與趕走水氣（最好在N2烤箱中進(jìn)行，以減少OSP的氧化），然而外觀未出現(xiàn)爆板並不代表內(nèi)部全無微裂?；睾笭t必須慎選長(zhǎng)期穩(wěn)定性、均溫性、快速補(bǔ)熱能力，與信用良好之品牌。加熱段以10區(qū)以上可適用於各種大小板類者為宜，降溫以3區(qū)為宜，冷卻須達(dá)3℃/sec.之速率，使快冷銲點(diǎn)更為強(qiáng)化與耐久。無鉛回焊曲線（Profile）儘量採(cǎi)用有鞍者（RSS），不宜沿用有鉛者之L型速焊曲線。動(dòng)態(tài)測(cè)溫儀（Profiler）須使用可靠性良好者（如KIC），並利用標(biāo)準(zhǔn)焊接板（GoldenBoard）對(duì)回焊爐進(jìn)行常規(guī)校正，儘可能使用N2（殘氧率＜1500ppm）回焊曲線之RSS模式不宜改變，且上板體溫應(yīng)比下溫高30-50℃。大小板類可利用線速做為調(diào)節(jié)，峰溫不宜超過245℃。較大板類應(yīng)採(cǎi)平頂式曲線，以避開峰部之危險(xiǎn)熱量。起步升溫段之斜率須<2.5℃/sec.。PCB PBGA768、無鹵板材的興起與應(yīng)用1998年11月日本東芝化學(xué)，首先推出全球最早Tg150的無鹵基板，曾用於Notebook多層板的量產(chǎn)，單價(jià)較貴。目前以NB用量較大，手機(jī)板與

手執(zhí)電子品最有可能大量使用。無鹵板材的有機(jī)磷阻燃劑，以樹脂廠陶氏化學(xué)（DowChemical）最早研究，造詣最深者即為當(dāng)年任職Dow副總的王春山教授（現(xiàn)在成大），今年（07）王教授也在IPCExpo發(fā)表一篇文章（S17-03）。Dow目前仍是有機(jī)磷DOPO上游原料OPP的供應(yīng)者。反應(yīng)型的有機(jī)磷以DOPO（又稱HCA，含磷量14.3%）的各種衍生物占市場(chǎng)主流。新品PPMP（含磷17.5%）未來很有希望與DOPO競(jìng)爭(zhēng)。目前DOPO商品則以日本的三光，德國(guó)的S&S與臺(tái)灣國(guó)慶化學(xué)等著稱。有機(jī)磷化物無法直接與BPA式基礎(chǔ)環(huán)氧反應(yīng)出V-0的產(chǎn)品，必須要與“多功能”環(huán)氧樹脂先行反應(yīng)出中間體，然後再摻入BPA等其他環(huán)氧樹脂中，才能通過UL-94的V-0阻燃考試。單獨(dú)使用有機(jī)磷(磷量只占樹脂的2-3%bywt)不但無法達(dá)到V-0，且耐熱性也差，必須加入非反應(yīng)型的氫氧化鋁(ATH)20%以上才能應(yīng)市。7778DOPODOP-HQPPMP7980818.1無鹵板材在手機(jī)板的應(yīng)用

無鹵板材的耐熱與阻燃性，係在樹脂中添加有機(jī)磷（3%bywt以下）及氮，並另混入Al(OH)3

（20%bywt）填充料，故其物性很脆。PCB乾濕製程均須改變參數(shù)與之匹配才行。無鹵板材的優(yōu)缺點(diǎn)各有：

優(yōu)點(diǎn)－抗CAF、中Tg、高Td、低CTE/Z，耐熱性良好，技術(shù)已成熟，可滿足環(huán)保人士的要求。缺點(diǎn)－板材成本貴（比FR-4貴25%）、電性差、抗撕強(qiáng)度不足、板材很脆、PCB製程需改變參數(shù)（鑽孔、黑化、壓合、除膠渣、各種濕製程、切外形等，尤以綠漆退煮返工中會(huì)將板面咬成白點(diǎn)）。目前手機(jī)板因WEEE關(guān)係已有跡象會(huì)跳過無鉛提早使用無鹵，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)在Nokia、Motorola及Samsung的產(chǎn)品中將全面上線。但07年Q1

手機(jī)單價(jià)又下降，是否還要用較貴的板材，則尚待觀察。822006年3月Intel的GaryShade率先於Intel論壇中，指出大型PBGA的四角球墊（Pad）在無鉛回焊中，其墊底的基材會(huì)出現(xiàn)斜向朝上式的開裂，特稱為“炸彈坑式球墊板材的開裂”（PadCratering

），簡(jiǎn)稱為『球墊坑裂』（PC）。2006年10月13日IPC於深圳舉辦的論壇中，Intel的另一位GaryLong再度進(jìn)一步說明“球墊坑裂”的種種特性。並宣稱已結(jié)合整體業(yè)界共同組成WG（WorkingGroup）將進(jìn)行合作研究，目前已有21家知名大廠參加，Intel任該WG的主席。中國(guó)有富士康及聯(lián)想二家參與。2007年2月GaryLong又在IPCShow中發(fā)表第三文（S17-02），進(jìn)一步指出板材剛性大者（Tg太高，玻纖布太粗等），或回焊降溫太快者，都容易讓SAC鍚球拉裂墊底的樹脂。該WG的目標(biāo)為如何檢測(cè)已發(fā)生的PC如何預(yù)測(cè)將要發(fā)生的PC訂定對(duì)PC的允收規(guī)格

從CCL的各種品質(zhì)項(xiàng)目中（Tg、Td、PeelStrength等）找出何者可能造成

PC。9.球墊坑裂PadCratering

838485（出自2007年2月IPC論文集S17-2）868788外層結(jié)構(gòu)相同，但內(nèi)層僵硬者也易坑裂容易坑裂較少坑裂89SiliconalsogetscracksinLeadFreeSoldering90

球墊坑裂將可能引發(fā)斷線與陽極性玻纖絲漏電（CAF）的危險(xiǎn)。板材樹脂X與Y方向的撓性模量（FlexuralModulus）太高，板材剛性強(qiáng)，或Tg過高與微硬度

(Micro-hardness)較大者，都容易發(fā)生球墊坑裂。改善方法：BGA焊後填底膠、填角膠、或乾脆去掉四角落之各三墊?；蚋挠脛傂暂^低的板材。球墊坑裂後患的改善9110.無鉛焊接之改進(jìn)

此外尚有Vaporphase自動(dòng)化焊接法亦在發(fā)展中92

銲料中的錫與基地的銅與鎳會(huì)生長(zhǎng)出IMC來!93

接觸角愈小焊性愈好，J-STD-003B規(guī)定不可大於90o94SAC305不但散錫性差而且空洞也多95

無鉛波焊之銲料亦採(cǎi)SCN、SCS或SCNCe

，不宜採(cǎi)SAC30596

無鉛波焊預(yù)熱後板子頂面溫度須>110oC97

無鉛回焊宜採(cǎi)N2

以改善焊性ΔTonPCBwithSMDs:TechnologyComparisonLeadFreereflowwillrequireth