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620是個標準,其中包含端子的鉚合要求,如端子前后均要有喇叭口,鉚合區銅絲不可處露,鉚多及鉚少的情形等.

1130213975.pdfSS00259REV4供參考

有啊，不過我現在沒有時間傳給你。如果今天晚上有時間，我會傳上來。

老兄啊，我們公司應羅技的要求，在2002年就開始導入環保，2004年開始無鉛制程，現在大多數客戶都要求環保，而且環保的要求各有不同，有的要嚴格一點要符合SS-00259的標準，有的相對來說要簡單一點，只要能符合ROHS指令的幾項要求就可以了。你們公司怎么樣，有對環保方面做什么動作嗎？

CABLE加工的，我才做幾年而已，有很人在這個行業做了很多年了，他們的經驗才豐富了!

2000年中期現在，實裝現場所使用焊錫的大半仍為Sn-Pb系焊錫。因此在本章將以Sn-Pb共晶焊錫為主，到目前為止就所得到有關焊接，在要求特性或實裝里所應考慮的事項等，就基礎的范圍全盤加以敘述。1.實裝條件今日電子制品的生產，隨量產化的進步，進行回焊、流焊，另在特殊的情況下的robot焊接或手工焊接。不只是要提高生產性，尚在基板、電子零件、連結器之類受到耐熱性的限制，這些焊接處理再極短的時間內作業。比如，典型的回焊溫度曲線如圖4.1所示。在基板上的電極pad涂布錫膏搭載零件的基板，由回焊爐的一邊隨輸送帶進入爐內。首先到達150℃左右的預熱區，在此區待約1分鐘，以祈溫度的均一化及助焊劑的活性化。之后一下子加熱到220~230℃的上限溫度，出來后在1分鐘冷卻到室溫為止。由零件等到耐熱性界限來看，比如設定在200℃以上保持30秒以內的制約。Sn-Pb共晶焊錫的融點為183℃，把上限溫度訂在220℃，可說即有一極大的緩沖區。原本在上限溫度即使設定在220℃，大型基板或搭載BGA之類的熱容量大的零件時，基板上的溫度分布就不能忽視，明顯時最高溫亦有超過240℃的情況。另一方面，在流焊時錫爐溫度保持在250℃，基板的預熱溫度壓低在100℃~120℃。因錫爐的容積較大的關系，搭載零件的基板即使接觸到焊錫，零件亦不會明顯升溫，焊錫亦不會立即冷卻而濡潤爬升到貫穿孔形成fillet。典型的溫度曲線如圖4.2所示。手工焊接因是局部被加熱，只在零件四周將焊錫充份加熱到完全溶解。又因基板的周圍較冷所以冷卻的速度也比較快。像以上的焊接程序，通常在大氣中進行并不需要特殊的環境。但為獲取一良好的濡潤性，就有必要去除電極或焊錫本身的氧化膜，因此就需借用適當助焊劑的力量。但助焊劑含有氯(Cl)之類的有害元素，對其之管理或洗凈需特別加以注意。現在已開發出免洗的助焊劑，進而更強烈希望能達到無助焊劑化，但后者在現實上仍。為防止氧化的影響，部份的實裝亦在N2環境里進行，因需要專用的設備及成本變高的關系，就不會很普遍化。2.濡潤性實裝里所用的焊錫方面，除了Sn-Pb共晶組成外，亦開發各種Sn系組成的合金，除了幾種特例以外，支配電極之間的濡潤性，強烈依存在Sn本身的反應性及氧化膜的狀態。焊錫在電極的濡潤機構如圖4.3所示。有關對實裝基板上電極的焊錫運作方式如圖4.4一般，有各種不同的型態。最后形成焊錫爬升角(fillet)的形狀，大大地影響實裝的信賴性。不言而喻，焊錫的濡潤性在各個實裝過程里，對爬升角(fillet)的形成擔任重要的任務。Sn-Pb2元金合的表面張力對Pb組成的依存性如圖4.5所示。隨著Pb量的增加，表面張力降低，得知Sn-Pb合金的濡潤性強烈依附在Pb的含量。除Pb之外，亦知Bi或Sb等元素亦有改善濡潤性的效果。但是Sn的氧化膜極為強固，即使在真空中以不能忽視氧化對濡潤所帶來的影響。雖亦有報告有關Sn系合金接觸角的資料，可惜的是在這些資料里無法完全排除氧化膜的影響。能作為真正濡潤性的資料，不得不說缺乏信賴性。伴隨氧化膜的破壞之濡潤的進行，下節將敘述界面反應相的成長因同時產生的關系，濡潤性變化的時間依存性極強。另一方面，工業里所用的焊錫，在短時間內且在大氣中進行，所以均會使用助焊劑。助焊劑隨著去除Sn合金里的氧化膜，同時達到去除電極氧化膜的目的。助焊劑的活性愈高愈能抑制氧化的影響，改善濡潤性。圖4.6顯示助焊劑中的Cl濃度，對焊錫在Cu板上濡潤擴散率的影響。隨著Cl濃度的增加，Sn-P共晶焊錫、無鉛焊錫的擴散率均為增加。即使有用助焊劑但不能得到足夠的濡潤性時，則使用N2等不活性氣體的環境。又如玻璃等非金屬材料的接續，不使用助焊劑而以超音波印加來確保濡潤性。在無鉛化的進展下，把Pb自標準的焊錫合金中剔除。將會擴大其它的合金系(Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Ag-Bi)等的使用，不能使用Pb的話會造成焊錫濡潤性變差。此因借著改良助焊劑來提升無鉛焊錫的焊性成為一重要關鍵。那么再稍加介紹有關評價焊錫的濡潤性的方法。焊錫的濡潤性評價方面，除評價接觸角之外，另有仿真實裝的焊性試驗法或濡潤擴散法等評價方法。其它尚有浸漬性、小球法等各種評價法。焊性試驗法如圖4.7一般，把試驗片浸漬到焊錫爐，測定拉起時的荷重曲線，運用此濡潤區線，評價濡潤時間及補正過的浮力之濡潤力的方法。這是仿真流焊焊接的試驗法。評價里所得到的參數方面，有濡潤性(F)、ZeroCross時間(Tzero)等。焊性試驗法的濡潤時間未非就是表示濡潤的本質，受到試驗片的尺寸及表面狀態、焊錫爐的表面積及體積、助焊劑等試驗條件的影響。擴散試驗，是使用定量的焊錫，測量在焊接處理時之擴散前后的焊錫高度，使用下列公式來求得擴散率(圖4.8)。擴散率(%)=100×(D-h)÷D                  (4.1)在此，h：擴散后焊錫的高度(測定值)、D：試驗時將所使用焊錫當作球形來看時的直徑。為確保勻的擴散，就必需考慮時間依存之擴散的效果。在表4.1里用這個方法評價比較Sn合金在Cu板上的擴散率。Sn-Pb共晶焊錫顯示出近乎90%的擴散率，了解到無鉛焊錫的值比這個低。表4.1Sn系焊錫在Cu板上的濡潤擴散率焊錫合金Sn-37PbSn-3.5Ag-0.75CuSn-22Bi-2Ag擴散率87.972.380.8評價擴散的方法方面，其它亦有將定量的微量焊錫(0.3mg左右)放置在C板上，評價濡潤擴散面積的方法。圖4.9為這個測定例子。對相互的濡潤性的比較，是一簡便有效的方法。那么近來的實裝向高密度finepitch發展，希望焊接應可發展到回答此一問題。Pb的無法使用，產生確保焊錫濡潤性的極大課題。相同地有關環境問題方面，使用含Cl的活性助焊劑或清洗亦會造成問題。對于窄距化(finepitch)、無助焊劑(Fluxless)及高信賴性化同時被要求之現今的實裝里，確立由焊錫的濡潤性的根本來開始理解及評價技術，進而強烈希望能確立環境對應之濡潤性控制的方法。3.Sn合金及金屬的界面反應在Sn合金及金屬的界面形成方面，在大多數的場合會伴隨著金屬間化合物的形成。圖4.10顯示出2個典型的界面組織。(a)為在1分鐘內的短時間內接的界面，差不多是和現在的電子機器相接近的焊接界面。這時候基板金屬表面的形狀變化不大，可把它看成平坦的狀態。另一種(b)的界面可以看得到是在高溫、長時間焊錫的情況，所以電極發生明顯的侵蝕，界面化合物成長的較厚，甚至在Sn中溶解的Cu變成化成物分散各處。此界面因基板已呈非平坦狀態，在測定接觸角時需加以注意。焊接作業溫度主要在250℃左右，在Sn系合金及各種金屬電極界面所形成的化合物，整理如表4.2。Sn系合金時，除了添加Zn以外之大部份情形，與Cu之間會形成ε-Cu3Sn/β-Cu6Sn5的2層化合物。在圖4.11顯示出此典型的界面的組織。此亦可由狀態圖來推測。附圖1.3為Sn-Cu的狀態圖。但在250℃溫度時，得知ε相及β相的2個相是可能存在的。這2個相，是在250℃的地方拉出一水平線時橫切所得到的相。這是判別某個界面相是否產生的最簡單方法(為最低之必要條件，但未必能找的出來)。焊接溫度上升的話，有時會增加新形成的化合物。比如在相同的Sn-Cu界面的例子，超過350℃的范圍時，在上述2個相層外又增加一個δ相層。在合金化時，由各元素在合金融液里的活性度(活量)的大小，由在界面以律速反應的元素來決定，不是表中所示之所有的化合物一定會形成。Cu以外的電極方面，鍍Ni、鍍Ni、鍍Au或鍍42合金(Fe-42%Ni)、Fe等就變的極重要。可惜的是對這些電極材料而言，尚未獲得足夠的界面反應的資料。鍍Ni時依其所包含磷(P)量的多寡，界面狀態亦有可能會產生變化，但是在鍍層的最表面存在富磷層，據說在焊錫側會形成Ni-P-Sn化合物層/Ni3Sn4層。其中，擔心Ni-p-Sn層附近的界面強度較弱，對信賴會造成影響。在Fe及Sn系焊錫的界面，有報告說會形成FeSn2的化合物層。界面層的型態，對接續構造的信賴性有極大的影響。特別是要盡量避免形成較厚的反應層。所以了解界面反應層的形成及成長的機構，可說是為了確保信賴性之極為重要的事。圖4.12顯示在Sn及Sn-3.5Ag與Cu之間的界面之反應層，在固相時的成長情形。每個反應層均有Cu3Sn/Cu6Sn5的2層構造，但可明顯看到不同的差異。這是合金元素Ag的影響。另一方面如觀察全部反應層厚度的時間變化的話，得知反應層厚度和√t成正比。大多數的固相反應，知道反應層的成長為擴散律速，可以下列加以數式化。X=X0+√t                        在此，X為反應層厚度、X0為初期厚度(到達所定溫定為止時之成長部份)、t為反應時間。再者使用擴散的活性能(engrgy)Q，則變成下式。(X-X0)²=A．t．exp(-      )  在此，A為定數、R為氣體(gas)定數、T為反應溫度。此由式可取得アーレニウス·プロツト(arrenis曲線)而求得活性化能(engrgy)Q，得推測出與擴散有關的元素。如擴散層有多數存在時，需注意公式(4.3)的關系，有可能會瓦解。焊錫在溶解狀態的反應層成長，因伴隨Cu的溶解反應，不能說只是單純的擴散律速，僅以圖4.13做參考，即使把時間軸當作平方根來看，不在直線上的仍占大多數。稱作『析出(precipitation)的部份』，寄予由液體中凝固過程的成長。這部份的影響和全體的成長相比較可說是較小的。4.信賴性通常電子機器的使用溫度，即所謂的室溫，對焊錫而言如使超過0.6Tm(Tm：融點)就屬于高溫區，焊錫本身會產生龜裂(creep)。由此來評價機械特性或信賴性時，就一定要考慮龜裂(creep)的影響。這是理解焊錫在力學上的舉動時對其所造成的影響，又對實際的產品而言亦難以預測其壽命。在本節里主要就這點，在焊接里就有關力學上的數據項加以概略述說。接下來就焊錫之力學的舉動或信賴性相關事項加以整理。在圖4.4里，有幾種實裝的形態，焊接擔任在基板上固定零件、電極配線以及熱傳導的功能。接續部的破壞，暫不考慮初期的不良，如果當作成因熱疲勞而產生來思考的話，接續形態的差異當然對壽命評價帶來影響。這點若由其它的觀點來看時，把焊接形態以最適當來設計，可說是以耐熱疲勞性為端緒，對信賴性給予最大的寄與。在表4.3里，在實際的市場上使用實裝回路的條件代表值。對實裝基板而言，決定其壽命之最大因素之一為熱疲勞，但其它亦有機械的震動或沖擊等的影響。表4.3代表性的電子制品所使用的溫度條件、周期數、期待受命適用Tmin(℃)Tmax(℃)保持時間(H)周期數(年)壽命(年)一般制品060123652~10計算機0608365~5行動電話-4085123652~5噴射客機-559523000  ~10汽車(車內)-558012100  ~10汽車(引擎室)-551501300  ~18衛星(低空)-4085187605~20戰斗機-55952500  ~5在表4.4里為代表性素材的熱膨脹系數比較。焊錫的熱膨脹系數近似EpoxyResin基板的板面方向的值，但素子或金屬配線、ceramix基板之間的膨脹較大。僅以其中一例試著計算因熱膨脹差而產生變形的量。將Sichip用共晶焊錫接續在基板時，如有100℃的溫度差時，在界面約會產生0.2﹪的變形。共晶焊錫的均一延展性如下所示一般，最高亦只有1.4﹪左右，反復溫差而產生此變形，對焊接部的壽命有極大的影響。就如之前所敘述，焊錫所使用的溫度范圍，對焊錫而言融點的6成到9成變成高溫區域。所以為了理解焊錫的性質，即使是放置于室溫也必需要考慮變形(creep)的影響。再者，拉力強度、楊氏定律等的物性值，因輕易受到變形(creep)的影響，測定條件不同就會產生極大的差異。表4.4代表性素材的熱膨脹系數材            料熱膨脹系數(10-6/℃)Sn-Pb焊錫SnSn-30PbSn-37PbSn-50PbSn-80PbSn-95PbPb23.021.622.023.426.528.729.3金    屬CuFeNiAuAgWコパールA11oy42A11oy5216.712.013.314.119.14.44.57.010.0半  導  體GeSiGapGaAs5.82.45.36.8CeramicsAl2O3MgO•SiO2AlNSi3N4SiC6.58.35.74.73.7EpoxyResin26比如，在不受變形(creep)影響的條件下評價真正的楊氏定律，則有必要在高速、低變形的條件下來進行測定。對共晶焊錫而言，楊氏定律對溫度的依存性如下式：E=-0.088T(℃)+32(GPa)                  (4.4)再者，拉力強度顯示對變形速度的依存性σ=Aε1/N                                              (4.5)那么，對焊錫的疲勞而言，幾乎和大多數的金屬相同，CoffinMason的關系則成立，即Nfβ．⊿εp=C                          (4.6)在此，Nf為周期數、⊿εp為塑性變形范圍、β為依存在塑性變形的系數(0.5~0.6)。在圖4.14里顯示為共晶焊錫和其它幾個無鉛焊錫的疲勞特性之典型例子。但是β依存在變形范圍內變化。(4.6)式，室溫方面在0.5﹪以上的變形范圍有一良好的近似值，但是在0.5﹪以下時隨著破壞模式(mode)的變化(變成粒界破壞)有加以修正的必要。有關壽命評價方面，目前難以說是已十分地理解。如接近共晶成份的焊時，壽命雖不太依存溫度，但在高鉛的時候，依溫度之不同而有極大的變化。再者，亦依存于疲勞的頻率，可得到Nf=b．fα                                          (4.7)的關系。在此，f為頻率、b、α為定數。但是，在此必需加以注意變形速度依存性較強的問題。此變形速度的效果及最高溫度的影響，如想考慮到變成熱活性化過程的話，上式則變成：Nf=b．fα．(⊿εp)-β．exp(E/κTmax)    (4.8)在此，E為活性化能(energy)、κ為Boltzman定數Tmax為最高溫度。高鉛合金時則成為α=1/3、β=2、E=0.123(eV)的程度。因使用(4.6)或(4.8)所以可以評價焊接壽命。焊錫在產生變形的高溫區域里，因承受疲勞的緣故，在實際上受到熱疲勞的情形時，依負荷應力所保持的時間，而產生不同的應力緩和(變形及回復現象)，對壽命有極大的影響。具體組織上的現像方面，會發生粒界空洞(void)。圖4.15顯示高鉛焊錫的高溫保持時間對疲勞壽命所造成的影響。一般而言，焊接因保持張力負荷而使壽命變短。保持時間所造成的影響，如果是在室溫時約100秒左右即達飽和。壓縮側的保持亦同樣造成影響，但比保持張力荷重所造成的影響來的小。那么，壽命的判定亦為重要。在焊錫的時，有好幾種可能判定壽命的基準。應力降低(比如,10、20、30….﹪降低的選擇)、爬升角(fillet)的龜裂發生、固定的阻抗增加等，這些的差異下其壽命亦大不相同。這些的基準亦無統一的規格，實驗數據里因只給與泛用性，所以可說是今后應檢討的課題。以上，在本張里就有關焊錫的機械特性及壽命評價加以探討。即使是無鉛焊錫，基本上亦可想象為Sn合金，所以上述的想法可完全吻合。在用焊錫實裝零件里，強力依附在零件的形狀及爬升角形狀，而法定最大變形或變形速度。在這些評價里因難以實際測量，所以必要用有限要素法(FEM)來加以仿真實驗。信賴性的評價方面，亦尚有未完全理解的部份，隨著資料的累積，今后有需更加以實驗的必要。

『不管使用何種元素,都沒有用…』請不要這么想。對無鉛焊錫進行必要的元素加以篩選，像Cd、Hg、Pb這些并非人體所必需的元素，即使是微量亦會產生毒性的元素毋必加以排除。由Sn開始看，Sn現在雖被認為毒但因無替代品，古早就被稱為GreenMetal。因此被牙科當作amalgam(水銀及其它金屬的合金，當作蛀牙的填充物)來使用，稍早以前罐頭的內層是用鍍Sn，只不過在酸性較強的果汁、水果的罐頭時，將高濃度的Sn溶出，在世界上曾發生過急性中毒的情形，最近幾乎沒有聽過這種消息。Sn對人體是否為必要元素，尚無一致的見解。另一方面為排除甲殼類附著般底而使用tributyltin等的有機錫，是一殺生物作用強的東西，現在已被禁用。接著為Ag，此元素以Sn-Ag-Cu而言，成為一種標準焊錫的重要元素。Ag常用在器皿或蛀牙的充填物，一般均不認為這是強毒性的東西。但在歐美有因Ag而引起稱作”Argyria”的癥狀。所謂Argyria是色素沉淀在皮膚的一種癥狀。Ag有殺菌作用而被當作殺菌劑使用，亦用在消毒方面。攝取過量時反而變成有毒性，Ag離子如口服時和胃中鹽酸產生反應，產生氯化銀(AgCl)，變成固體沉積體內。此沉積不被人體吸收，可能就是直接隨排泄而排出體外。可說需再就毒性加以檢討的元素。Cu為各種酵素的構成要素，對所有生命體而言是一種必需的元素。缺乏Cu時會產生貧血、動脈異常、精神障礙等癥狀。反之，攝取過剩時，因蛋白質的氧化或脂肪的過氧化所造成的消化器官障礙、致癌、遺傳因子疾病等發生。Zn亦為生命體的必需元素之一，在各種生化學過程里職司重要任務。主司味覺的元素是早已眾知之事。缺Zn時會發生殖機能降低、胎兒畸形、成長障礙、食欲不振、學習能力降低、行動異常、視力衰退、等各種障礙發生。另一方面如攝取過多時會產生發燒、貧血。Bi的信息極少，但其化合物使用在下痢的治療藥，外用藥則用在潰瘍的治療。但攝取過多時則會發生中樞神經的副作用。Sb在日本可說是最不受喜歡的元素。自古當作嘔吐劑、驅蟲劑來使用。以上簡單地將無鉛焊錫主要成分元素的毒性作一整理。不論如何，信息不足的事實是不可否認的。對元素的選定首要為毒性不可超過Pb來作為替代元素為最基本的觀念。另外就是該元素在廢棄時，對人類的生活不會造成影響。細節在下節加以詳述。

有關金屬元素的毒性方面，并非已完全獲得確認。毒性已明確的元素，只限于過去有發生事故的水銀(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)等。可惜的是將來在使用無鉛焊錫之主要元素Ag、Bi、Zn等，尚未成為討論的對象。以下為就僅獲得的信息,試將代表性元素的毒性加以整理。不論是何種元素，超過人體的代謝量的話必變成毒物。比如：以鐵(Fe)為例，如所眾知Fe為血色素的構成要素。職司氧氣的搬運的重要元素。如缺乏Fe質時，人無就無法活下去。但攝取過多時由嘔吐的急性癥狀到引發重度肝障礙的問題。但如拘泥于此時又會引起元素選擇的混亂。

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我們主要做CABLE加工，至于日規線我們也是向LTK調的。