摘 要
欧盟于2002 年10 月通过RoHS 指令，2006 年07 月01 日起电子产品全面禁用含“铅”物质。为确保产业竞争力，业者必须谨慎规划其制程与选择合适的物料，以提升产品良率与可靠度。相关研究指出约莫60%焊接缺点源自于不当锡膏印刷制程控制，本研究运用田口方法针对锡银铜305 焊料进行钢板印刷实验。并透过适合度检定实验数据是否呈常态分布。运用信号杂音比与变异数分析，决定影响制程良率之显著因子。再以验证实验判断最佳制程参数水平组合之再现性。此外，应用反应曲面分析，了解各制程参数对印锡厚度的影响，作为日后制程参数调整之参考依据。最后提供，无铅产品于钢板印刷制程之最佳参数水平组合。
关键词：表面黏着技术、无铅锡膏、钢板印刷、田口实验设计、反应曲面。
一、前 言
随着电子产品功能日益多元化，计算机处理速度提高，并因应产品轻、薄、短、小与高功能、高密度之要求，电子构装技术也朝向高密度化、薄形封装等多样性的趋势发展。集成电路(Integrated Circuit；IC)组件与印刷电路板(Print Circuit Board；PCB)需藉焊锡接合。随着电子产品需求增加，电子产品焊接过程使用铅的量将大增，估计每年铅的用量将近20,000 吨约占全世界铅的总产量的5%[1-3] 。
人类已证实铅中毒会危害人体免疫功能，因此欧盟于2002 年10 月通过RoHS 指令，将于2006 年07 月01 日起电子产品全面禁用含“铅”物质。在世界各大电子工业国家的共识下，无铅电子产品商业化与量产已是一致的目标，对于国内电子产业而言，势将面临重大挑战。为使电子产品量产更迅速、更轻化且更低成本，表面黏着技术(Surface Mount Technology；SMT)的开发与研究，乃是电子产业长期竞争力的基础。为确保产业竞争力，业者必须谨慎规划其制程与选择合适的物料，以提升产品良率(yield)与可靠度(reliability)[4-8]。
SMT 制程包含锡膏钢板印刷、表面黏着组件置放及熔焊等步骤。若印刷锡膏量太少，可能造成焊点强度不足，甚至发生空焊(open)；锡膏量过多，则可能发生桥接现象(bridge)而致短路。相关研究指出约莫60%焊接缺点源自于不当锡膏印刷制程控制[12]。而影响钢板印刷落锡量的参数包括刮刀压力与角度、印刷速度、脱模速度及锡膏种类与印刷环境温度、湿度等众多因素。倘若锡膏印刷质量不佳，后续制程中之组件置放准确度与极佳熔焊温度曲线亦难以弥补潜在焊性质量缺憾。然而，回顾与无铅焊料于钢板印刷制程相关之先期或进行中的研究仍属匮乏，而影响接合良率与质量之参数尚未定义完全[2,3,10,11]。
二、研究目的
本研究采用目前产业公认可能取代含铅焊料之锡银铜305 系列焊料[4,5,8,11]找出钢板印刷最佳制程参数。同时建立一套系统化之运作架构，以期在最短前置时间内完成试产，掌握并优化生产中重要的物料与制程参数，验证产品质量，为投入量产完成准备。
三、研究方法
本研究运用田口质量工程方法，首先，以直交表(orthogonal array)进行因子、水平配置，执行实验并分析数据。以K-S 等方法检定数据是否呈常态分配，此将影响实验结论正确性。再利用S/N 比响应图与变异数分析，分别探讨各参数水平对质量特性的影响。以望目特性而言，参数设计时，需考虑如何度量变异及平均值的变化。了解影响变异之因子，设法将其变异减至最小。再利用调整因子，将平均值调整至目标值。研究中，计算灵敏度(sensitivity)以度量平均值之变化，进而决定调整因子。最后，执行验证实验及制程能力分析以确认最佳参数水平组合之再现性及稳健性[12-16]。
