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摘要
随着电子产品市场需求持续增加，在半导体封装与印刷电路板（PCB）组装制程中使用之锡球与锡膏用量将急遽成长。一般焊料之成分多为锡铅共融合金（ 即63Sn/37Pb），而其中铅含量已证实对人体免疫功能具严重负面影响。因而，欧、美与日本等国之环保联盟已订定电子构装制程中，限制铅含量的里程碑。由于欧、美与日本为我国电子产品之主要销售市场，此外，国内亦不乏美、日笔记本电脑及手机代工（OEM）厂商，此环保议题将对国内电子产业生产制程造成相当大之冲击。相关厂商无不积极搜集资料，评估各种无铅焊料并因应调整其生产制程。本研究与国内、外电子业界产学合作，针对市场上提供之数种无铅焊料系统进行评估，并探讨无铅焊锡之实用性与其在制程上将面对之问题。研究内容包括无铅焊锡湿润特性分析，及经过恒温老化实验后，焊点机械强度之相关研究。研究结果显示，数种无铅锡膏经多次回流焊接后，其湿润特性并无明显下降，因此适用PCB 双面板制程及多次回焊重工程序。此外，锡/银焊料于225℃~249℃温度下，能有效覆盖直径60 mils 之焊垫表面。老化实验结果指出，无铅焊料之共金（Intermetallic）厚度依老化时间增加明显成长，然而锡球之剪应力却不随老化时间增加而降低。本研究并发现，无铅焊锡在电子构装及组装制程中具有应用发展之潜力；然而，适用无铅焊锡之助焊剂系统仍有待进一步设计改善。
关键词：绿色科技，电子构装，PCB 组装制程，无铅焊锡，老化实验
1. 前言
随着电子产品需求急剧成长，估计未来在电子产品焊锡中使用铅的消耗量将大增。以半导体封装厂而言，一些电子组件针脚的表面，或球脚格状数组封装组件（Ball Grid Array；BGA ）的锡球中，均含有铅的成分，且在PCB 生产过程中，可能会在板上喷锡。系统组装厂也在生产中使用锡膏来完成焊接，而锡膏多含锡/铅合金。
虽然国内系统厂多具备研发能力，但代工（OEM）仍是台湾经济发展的重要资源，而代工业需要依照客户要求来生产。此外OEM 的主力客户，多为欧、美及日本等国电子大厂，此均为环保意识高涨的国家。且铅中毒已证实将危害人体免疫功能。因此，业者承受相当压力，无不积极收集无铅焊锡相关资料以期有效提升制程能力。
由于锡/铅合金已经在电子厂的生产制程中，使用了很多年，因此于短期内更改使用无铅焊锡，此将面临一些冲击，例如PCB 可否承受高温。此外，专家需经由可靠度验证以确定终端产品之可靠性。基于上述原因，本研究将针对各合金系统，搜集市场上各种无铅合金成分，进行焊料的湿润性及恒温老化实验后焊点强度的评估。
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