如何提高PCB的焊接质量

文章摘要：检查设备可以获得各式各样的数据，这类设备透过优秀的影像处理能力，提供高精度三次元外观形状等数据。 为了使这些信息对实际质量管理发挥效益，必需充分掌握检查设备提供的数据与实际制品质量的互动关系。锡膏印刷量制程上设定规格管理，大致上可以分成: ?绝对量管理 ?相对量管理 2种。图12是绝对量管理与相对量管理的基本概念图，所谓「绝对量管理」是将锡膏印刷量以及与其它要因接合部位的可靠性模型化，再透过实验导出确保接合部位可靠性要求的最低限度锡膏印刷量，最后将此锡膏印刷量设定成规格管理的下限值。 「相对量管理」则是根据基板的锡膏印刷量变化资料，以统计学手法求出基板常态时获得的锡膏印刷量，再衣此锡膏印刷量设

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检查设备可以获得各式各样的数据，这类设备透过优秀的影像处理能力，提供高精度三次元外观形状等数据。

为了使这些信息对实际质量管理发挥效益，必需充分掌握检查设备提供的数据与实际制品质量的互动关系。锡膏印刷量制程上设定规格管理，大致上可以分成:

?绝对量管理
?相对量管理

2种。图12是绝对量管理与相对量管理的基本概念图，所谓「绝对量管理」是将锡膏印刷量以及与其它要因接合部位的可靠性模型化，再透过实验导出确保接合部位可靠性要求的最低限度锡膏印刷量，最后将此锡膏印刷量设定成规格管理的下限值。

「相对量管理」则是根据基板的锡膏印刷量变化资料，以统计学手法求出基板常态时获得的锡膏印刷量，再衣此锡膏印刷量设定成容许管理幅度。

换句话说利用「绝对量管理」的规格值不依赖基板取一定的数据，利用「相对量管理」的规格幅度，则取各固有数据，由于规格值与规格幅度有「and」的关系，因此实际操作只要抵触其中一个规格，结果就会被判定成不良。 

 
 
绝对量的管理是调查锡膏印刷量与接合可靠性的相互关系，以及可靠性不会发生问题，而且可以实现焊锡接合的锡膏量。

除此之外基板材质、接地(Land)材质、形状、组件固定时的偏异影响、环境影响，等各种要因都有直接关连，其中最直接的评审内容是锡膏印刷量与接合强度的部份相关资料，表3是选用的锡膏特性一览，选用的锡膏分别:

?有铅锡膏
?高融点无铅锡膏
?低融点无铅锡膏

三种。接着备妥4片厚度相异的印刷版膜(Printing Mask)，依此调整锡膏印刷量，并且进行预定基板的锡膏印刷，再使用印刷检查设备量测各焊点(Pad)的锡膏印刷量。组件铺设后则进行标准回焊炉封装，最后依照图13的条件进行接合强度量测


 
图14是锡膏印刷量与接合强度的量测结果范例，由图可知不论哪种锡膏与哪种组件组合，一直到锡膏印刷量50%为止，接合强度会急遽上升，接着随着锡膏印刷量的增加，接合强度呈现缓和上升。

主要原因是锡膏印刷量较少时，大部份的锡膏会在接合部位形成半圆角(Fillet)，相较之下锡膏印刷量很多的场合，锡膏扩展至接地周围，端子上面浸润的锡膏量相对增加，其结果造成接合强度降低。

根据以上结果试算可靠性不会发生问题，而且可以实现焊锡接合的最低限定锡膏量。

此处首先计算理想状态时的锡膏印刷量，亦即锡膏体积100%时的接合强度，计算值如图15的①所示。

接着针对锡膏体积100%时的接合强，判断容许%的接合强度降低，逆向计算实现该接合强度时必要的锡膏印体积，其结果如图15的②所示。

上述接合强度降与锡膏印刷量的关系整理成表4一览，根据表4可以诱导例如锡膏种类为Sn37Pb的场合，锡膏体积100%时接合强度，保持90%接合强度的锡膏量为65.97~71.67%，该锡膏的印刷量范围随着组件与量侧分布不同。

换句话说实际上锡膏体积100%时的接合强度，允许几%接合强度降低，随着组件规格、基板用途、成品规格不同。

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