620是个标准,其中包含端子的铆合要求,如端子前后均要有喇叭口,铆合区铜丝不可处露,铆多及铆少的情形等.

1130213975.pdfSS00259REV4供参考

有啊，不过我现在没有时间传给你。如果今天晚上有时间，我会传上来。

老兄啊，我们公司应罗技的要求，在2002年就开始导入环保，2004年开始无铅制程，现在大多数客户都要求环保，而且环保的要求各有不同，有的要严格一点要符合SS-00259的标准，有的相对来说要简单一点，只要能符合ROHS指令的几项要求就可以了。你们公司怎么样，有对环保方面做什么动作吗？

CABLE加工的，我才做几年而已，有很人在这个行业做了很多年了，他们的经验才丰富了!

2000年中期现在，实装现场所使用焊锡的大半仍为Sn-Pb系焊锡。因此在本章将以Sn-Pb共晶焊锡为主，到目前为止就所得到有关焊接，在要求特性或实装里所应考虑的事项等，就基础的范围全盘加以叙述。1.实装条件今日电子制品的生产，随量产化的进步，进行回焊、流焊，另在特殊的情况下的robot焊接或手工焊接。不只是要提高生产性，尚在基板、电子零件、连结器之类受到耐热性的限制，这些焊接处理再极短的时间内作业。比如，典型的回焊温度曲线如图4.1所示。在基板上的电极pad涂布锡膏搭载零件的基板，由回焊炉的一边随输送带进入炉内。首先到达150℃左右的预热区，在此区待约1分钟，以祈温度的均一化及助焊剂的活性化。之后一下子加热到220~230℃的上限温度，出来后在1分钟冷却到室温为止。由零件等到耐热性界限来看，比如设定在200℃以上保持30秒以内的制约。Sn-Pb共晶焊锡的融点为183℃，把上限温度订在220℃，可说即有一极大的缓冲区。原本在上限温度即使设定在220℃，大型基板或搭载BGA之类的热容量大的零件时，基板上的温度分布就不能忽视，明显时最高温亦有超过240℃的情况。另一方面，在流焊时锡炉温度保持在250℃，基板的预热温度压低在100℃~120℃。因锡炉的容积较大的关系，搭载零件的基板即使接触到焊锡，零件亦不会明显升温，焊锡亦不会立即冷却而濡润爬升到贯穿孔形成fillet。典型的温度曲线如图4.2所示。手工焊接因是局部被加热，只在零件四周将焊锡充份加热到完全溶解。又因基板的周围较冷所以冷却的速度也比较快。像以上的焊接程序，通常在大气中进行并不需要特殊的环境。但为获取一良好的濡润性，就有必要去除电极或焊锡本身的氧化膜，因此就需借用适当助焊剂的力量。但助焊剂含有氯(Cl)之类的有害元素，对其之管理或洗净需特别加以注意。现在已开发出免洗的助焊剂，进而更强烈希望能达到无助焊剂化，但后者在现实上仍。为防止氧化的影响，部份的实装亦在N2环境里进行，因需要专用的设备及成本变高的关系，就不会很普遍化。2.濡润性实装里所用的焊锡方面，除了Sn-Pb共晶组成外，亦开发各种Sn系组成的合金，除了几种特例以外，支配电极之间的濡润性，强烈依存在Sn本身的反应性及氧化膜的状态。焊锡在电极的濡润机构如图4.3所示。有关对实装基板上电极的焊锡运作方式如图4.4一般，有各种不同的型态。最后形成焊锡爬升角(fillet)的形状，大大地影响实装的信赖性。不言而喻，焊锡的濡润性在各个实装过程里，对爬升角(fillet)的形成担任重要的任务。Sn-Pb2元金合的表面张力对Pb组成的依存性如图4.5所示。随着Pb量的增加，表面张力降低，得知Sn-Pb合金的濡润性强烈依附在Pb的含量。除Pb之外，亦知Bi或Sb等元素亦有改善濡润性的效果。但是Sn的氧化膜极为强固，即使在真空中以不能忽视氧化对濡润所带来的影响。虽亦有报告有关Sn系合金接触角的资料，可惜的是在这些资料里无法完全排除氧化膜的影响。能作为真正濡润性的资料，不得不说缺乏信赖性。伴随氧化膜的破坏之濡润的进行，下节将叙述界面反应相的成长因同时产生的关系，濡润性变化的时间依存性极强。另一方面，工业里所用的焊锡，在短时间内且在大气中进行，所以均会使用助焊剂。助焊剂随着去除Sn合金里的氧化膜，同时达到去除电极氧化膜的目的。助焊剂的活性愈高愈能抑制氧化的影响，改善濡润性。图4.6显示助焊剂中的Cl浓度，对焊锡在Cu板上濡润扩散率的影响。随着Cl浓度的增加，Sn-P共晶焊锡、无铅焊锡的扩散率均为增加。即使有用助焊剂但不能得到足够的濡润性时，则使用N2等不活性气体的环境。又如玻璃等非金属材料的接续，不使用助焊剂而以超音波印加来确保濡润性。在无铅化的进展下，把Pb自标准的焊锡合金中剔除。将会扩大其它的合金系(Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Ag-Bi)等的使用，不能使用Pb的话会造成焊锡濡润性变差。此因借着改良助焊剂来提升无铅焊锡的焊性成为一重要关键。那么再稍加介绍有关评价焊锡的濡润性的方法。焊锡的濡润性评价方面，除评价接触角之外，另有仿真实装的焊性试验法或濡润扩散法等评价方法。其它尚有浸渍性、小球法等各种评价法。焊性试验法如图4.7一般，把试验片浸渍到焊锡炉，测定拉起时的荷重曲线，运用此濡润区线，评价濡润时间及补正过的浮力之濡润力的方法。这是仿真流焊焊接的试验法。评价里所得到的参数方面，有濡润性(F)、ZeroCross时间(Tzero)等。焊性试验法的濡润时间未非就是表示濡润的本质，受到试验片的尺寸及表面状态、焊锡炉的表面积及体积、助焊剂等试验条件的影响。扩散试验，是使用定量的焊锡，测量在焊接处理时之扩散前后的焊锡高度，使用下列公式来求得扩散率(图4.8)。扩散率(%)=100×(D-h)÷D                  (4.1)在此，h：扩散后焊锡的高度(测定值)、D：试验时将所使用焊锡当作球形来看时的直径。为确保匀的扩散，就必需考虑时间依存之扩散的效果。在表4.1里用这个方法评价比较Sn合金在Cu板上的扩散率。Sn-Pb共晶焊锡显示出近乎90%的扩散率，了解到无铅焊锡的值比这个低。表4.1Sn系焊锡在Cu板上的濡润扩散率焊锡合金Sn-37PbSn-3.5Ag-0.75CuSn-22Bi-2Ag扩散率87.972.380.8评价扩散的方法方面，其它亦有将定量的微量焊锡(0.3mg左右)放置在C板上，评价濡润扩散面积的方法。图4.9为这个测定例子。对相互的濡润性的比较，是一简便有效的方法。那么近来的实装向高密度finepitch发展，希望焊接应可发展到回答此一问题。Pb的无法使用，产生确保焊锡濡润性的极大课题。相同地有关环境问题方面，使用含Cl的活性助焊剂或清洗亦会造成问题。对于窄距化(finepitch)、无助焊剂(Fluxless)及高信赖性化同时被要求之现今的实装里，确立由焊锡的濡润性的根本来开始理解及评价技术，进而强烈希望能确立环境对应之濡润性控制的方法。3.Sn合金及金属的界面反应在Sn合金及金属的界面形成方面，在大多数的场合会伴随着金属间化合物的形成。图4.10显示出2个典型的界面组织。(a)为在1分钟内的短时间内接的界面，差不多是和现在的电子机器相接近的焊接界面。这时候基板金属表面的形状变化不大，可把它看成平坦的状态。另一种(b)的界面可以看得到是在高温、长时间焊锡的情况，所以电极发生明显的侵蚀，界面化合物成长的较厚，甚至在Sn中溶解的Cu变成化成物分散各处。此界面因基板已呈非平坦状态，在测定接触角时需加以注意。焊接作业温度主要在250℃左右，在Sn系合金及各种金属电极界面所形成的化合物，整理如表4.2。Sn系合金时，除了添加Zn以外之大部份情形，与Cu之间会形成ε-Cu3Sn/β-Cu6Sn5的2层化合物。在图4.11显示出此典型的界面的组织。此亦可由状态图来推测。附图1.3为Sn-Cu的状态图。但在250℃温度时，得知ε相及β相的2个相是可能存在的。这2个相，是在250℃的地方拉出一水平线时横切所得到的相。这是判别某个界面相是否产生的最简单方法(为最低之必要条件，但未必能找的出来)。焊接温度上升的话，有时会增加新形成的化合物。比如在相同的Sn-Cu界面的例子，超过350℃的范围时，在上述2个相层外又增加一个δ相层。在合金化时，由各元素在合金融液里的活性度(活量)的大小，由在界面以律速反应的元素来决定，不是表中所示之所有的化合物一定会形成。Cu以外的电极方面，镀Ni、镀Ni、镀Au或镀42合金(Fe-42%Ni)、Fe等就变的极重要。可惜的是对这些电极材料而言，尚未获得足够的界面反应的资料。镀Ni时依其所包含磷(P)量的多寡，界面状态亦有可能会产生变化，但是在镀层的最表面存在富磷层，据说在焊锡侧会形成Ni-P-Sn化合物层/Ni3Sn4层。其中，担心Ni-p-Sn层附近的界面强度较弱，对信赖会造成影响。在Fe及Sn系焊锡的界面，有报告说会形成FeSn2的化合物层。界面层的型态，对接续构造的信赖性有极大的影响。特别是要尽量避免形成较厚的反应层。所以了解界面反应层的形成及成长的机构，可说是为了确保信赖性之极为重要的事。图4.12显示在Sn及Sn-3.5Ag与Cu之间的界面之反应层，在固相时的成长情形。每个反应层均有Cu3Sn/Cu6Sn5的2层构造，但可明显看到不同的差异。这是合金元素Ag的影响。另一方面如观察全部反应层厚度的时间变化的话，得知反应层厚度和√t成正比。大多数的固相反应，知道反应层的成长为扩散律速，可以下列加以数式化。X=X0+√t                        在此，X为反应层厚度、X0为初期厚度(到达所定温定为止时之成长部份)、t为反应时间。再者使用扩散的活性能(engrgy)Q，则变成下式。(X-X0)²=A．t．exp(-      )  在此，A为定数、R为气体(gas)定数、T为反应温度。此由式可取得アーレニウス·プロツト(arrenis曲线)而求得活性化能(engrgy)Q，得推测出与扩散有关的元素。如扩散层有多数存在时，需注意公式(4.3)的关系，有可能会瓦解。焊锡在溶解状态的反应层成长，因伴随Cu的溶解反应，不能说只是单纯的扩散律速，仅以图4.13做参考，即使把时间轴当作平方根来看，不在直线上的仍占大多数。称作『析出(precipitation)的部份』，寄予由液体中凝固过程的成长。这部份的影响和全体的成长相比较可说是较小的。4.信赖性通常电子机器的使用温度，即所谓的室温，对焊锡而言如使超过0.6Tm(Tm：融点)就属于高温区，焊锡本身会产生龟裂(creep)。由此来评价机械特性或信赖性时，就一定要考虑龟裂(creep)的影响。这是理解焊锡在力学上的举动时对其所造成的影响，又对实际的产品而言亦难以预测其寿命。在本节里主要就这点，在焊接里就有关力学上的数据项加以概略述说。接下来就焊锡之力学的举动或信赖性相关事项加以整理。在图4.4里，有几种实装的形态，焊接担任在基板上固定零件、电极配线以及热传导的功能。接续部的破坏，暂不考虑初期的不良，如果当作成因热疲劳而产生来思考的话，接续形态的差异当然对寿命评价带来影响。这点若由其它的观点来看时，把焊接形态以最适当来设计，可说是以耐热疲劳性为端绪，对信赖性给予最大的寄与。在表4.3里，在实际的市场上使用实装回路的条件代表值。对实装基板而言，决定其寿命之最大因素之一为热疲劳，但其它亦有机械的震动或冲击等的影响。表4.3代表性的电子制品所使用的温度条件、周期数、期待受命适用Tmin(℃)Tmax(℃)保持时间(H)周期数(年)寿命(年)一般制品060123652~10计算机0608365~5行动电话-4085123652~5喷射客机-559523000  ~10汽车(车内)-558012100  ~10汽车(引擎室)-551501300  ~18卫星(低空)-4085187605~20战斗机-55952500  ~5在表4.4里为代表性素材的热膨胀系数比较。焊锡的热膨胀系数近似EpoxyResin基板的板面方向的值，但素子或金属配线、ceramix基板之间的膨胀较大。仅以其中一例试着计算因热膨胀差而产生变形的量。将Sichip用共晶焊锡接续在基板时，如有100℃的温度差时，在界面约会产生0.2﹪的变形。共晶焊锡的均一延展性如下所示一般，最高亦只有1.4﹪左右，反复温差而产生此变形，对焊接部的寿命有极大的影响。就如之前所叙述，焊锡所使用的温度范围，对焊锡而言融点的6成到9成变成高温区域。所以为了理解焊锡的性质，即使是放置于室温也必需要考虑变形(creep)的影响。再者，拉力强度、杨氏定律等的物性值，因轻易受到变形(creep)的影响，测定条件不同就会产生极大的差异。表4.4代表性素材的热膨胀系数材            料热膨胀系数(10-6/℃)Sn-Pb焊锡SnSn-30PbSn-37PbSn-50PbSn-80PbSn-95PbPb23.021.622.023.426.528.729.3金    属CuFeNiAuAgWコパールA11oy42A11oy5216.712.013.314.119.14.44.57.010.0半  导  体GeSiGapGaAs5.82.45.36.8CeramicsAl2O3MgO•SiO2AlNSi3N4SiC6.58.35.74.73.7EpoxyResin26比如，在不受变形(creep)影响的条件下评价真正的杨氏定律，则有必要在高速、低变形的条件下来进行测定。对共晶焊锡而言，杨氏定律对温度的依存性如下式：E=-0.088T(℃)+32(GPa)                  (4.4)再者，拉力强度显示对变形速度的依存性σ=Aε1/N                                              (4.5)那么，对焊锡的疲劳而言，几乎和大多数的金属相同，CoffinMason的关系则成立，即Nfβ．⊿εp=C                          (4.6)在此，Nf为周期数、⊿εp为塑性变形范围、β为依存在塑性变形的系数(0.5~0.6)。在图4.14里显示为共晶焊锡和其它几个无铅焊锡的疲劳特性之典型例子。但是β依存在变形范围内变化。(4.6)式，室温方面在0.5﹪以上的变形范围有一良好的近似值，但是在0.5﹪以下时随着破坏模式(mode)的变化(变成粒界破坏)有加以修正的必要。有关寿命评价方面，目前难以说是已十分地理解。如接近共晶成份的焊时，寿命虽不太依存温度，但在高铅的时候，依温度之不同而有极大的变化。再者，亦依存于疲劳的频率，可得到Nf=b．fα                                          (4.7)的关系。在此，f为频率、b、α为定数。但是，在此必需加以注意变形速度依存性较强的问题。此变形速度的效果及最高温度的影响，如想考虑到变成热活性化过程的话，上式则变成：Nf=b．fα．(⊿εp)-β．exp(E/κTmax)    (4.8)在此，E为活性化能(energy)、κ为Boltzman定数Tmax为最高温度。高铅合金时则成为α=1/3、β=2、E=0.123(eV)的程度。因使用(4.6)或(4.8)所以可以评价焊接寿命。焊锡在产生变形的高温区域里，因承受疲劳的缘故，在实际上受到热疲劳的情形时，依负荷应力所保持的时间，而产生不同的应力缓和(变形及回复现象)，对寿命有极大的影响。具体组织上的现像方面，会发生粒界空洞(void)。图4.15显示高铅焊锡的高温保持时间对疲劳寿命所造成的影响。一般而言，焊接因保持张力负荷而使寿命变短。保持时间所造成的影响，如果是在室温时约100秒左右即达饱和。压缩侧的保持亦同样造成影响，但比保持张力荷重所造成的影响来的小。那么，寿命的判定亦为重要。在焊锡的时，有好几种可能判定寿命的基准。应力降低(比如,10、20、30….﹪降低的选择)、爬升角(fillet)的龟裂发生、固定的阻抗增加等，这些的差异下其寿命亦大不相同。这些的基准亦无统一的规格，实验数据里因只给与泛用性，所以可说是今后应检讨的课题。以上，在本张里就有关焊锡的机械特性及寿命评价加以探讨。即使是无铅焊锡，基本上亦可想象为Sn合金，所以上述的想法可完全吻合。在用焊锡实装零件里，强力依附在零件的形状及爬升角形状，而法定最大变形或变形速度。在这些评价里因难以实际测量，所以必要用有限要素法(FEM)来加以仿真实验。信赖性的评价方面，亦尚有未完全理解的部份，随着资料的累积，今后有需更加以实验的必要。

『不管使用何种元素,都没有用…』请不要这么想。对无铅焊锡进行必要的元素加以筛选，像Cd、Hg、Pb这些并非人体所必需的元素，即使是微量亦会产生毒性的元素毋必加以排除。由Sn开始看，Sn现在虽被认为毒但因无替代品，古早就被称为GreenMetal。因此被牙科当作amalgam(水银及其它金属的合金，当作蛀牙的填充物)来使用，稍早以前罐头的内层是用镀Sn，只不过在酸性较强的果汁、水果的罐头时，将高浓度的Sn溶出，在世界上曾发生过急性中毒的情形，最近几乎没有听过这种消息。Sn对人体是否为必要元素，尚无一致的见解。另一方面为排除甲壳类附着般底而使用tributyltin等的有机锡，是一杀生物作用强的东西，现在已被禁用。接着为Ag，此元素以Sn-Ag-Cu而言，成为一种标准焊锡的重要元素。Ag常用在器皿或蛀牙的充填物，一般均不认为这是强毒性的东西。但在欧美有因Ag而引起称作”Argyria”的症状。所谓Argyria是色素沉淀在皮肤的一种症状。Ag有杀菌作用而被当作杀菌剂使用，亦用在消毒方面。摄取过量时反而变成有毒性，Ag离子如口服时和胃中盐酸产生反应，产生氯化银(AgCl)，变成固体沉积体内。此沉积不被人体吸收，可能就是直接随排泄而排出体外。可说需再就毒性加以检讨的元素。Cu为各种酵素的构成要素，对所有生命体而言是一种必需的元素。缺乏Cu时会产生贫血、动脉异常、精神障碍等症状。反之，摄取过剩时，因蛋白质的氧化或脂肪的过氧化所造成的消化器官障碍、致癌、遗传因子疾病等发生。Zn亦为生命体的必需元素之一，在各种生化学过程里职司重要任务。主司味觉的元素是早已众知之事。缺Zn时会发生殖机能降低、胎儿畸形、成长障碍、食欲不振、学习能力降低、行动异常、视力衰退、等各种障碍发生。另一方面如摄取过多时会产生发烧、贫血。Bi的信息极少，但其化合物使用在下痢的治疗药，外用药则用在溃疡的治疗。但摄取过多时则会发生中枢神经的副作用。Sb在日本可说是最不受喜欢的元素。自古当作呕吐剂、驱虫剂来使用。以上简单地将无铅焊锡主要成分元素的毒性作一整理。不论如何，信息不足的事实是不可否认的。对元素的选定首要为毒性不可超过Pb来作为替代元素为最基本的观念。另外就是该元素在废弃时，对人类的生活不会造成影响。细节在下节加以详述。

有关金属元素的毒性方面，并非已完全获得确认。毒性已明确的元素，只限于过去有发生事故的水银(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)等。可惜的是将来在使用无铅焊锡之主要元素Ag、Bi、Zn等，尚未成为讨论的对象。以下为就仅获得的信息,试将代表性元素的毒性加以整理。不论是何种元素，超过人体的代谢量的话必变成毒物。比如：以铁(Fe)为例，如所众知Fe为血色素的构成要素。职司氧气的搬运的重要元素。如缺乏Fe质时，人无就无法活下去。但摄取过多时由呕吐的急性症状到引发重度肝障碍的问题。但如拘泥于此时又会引起元素选择的混乱。

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我们主要做CABLE加工，至于日规线我们也是向LTK调的。