請問鉛錫合金的混合比例是多少呢?不知熔點是多少??? - 生活

目前電子產業所用之銲料為錫鉛合金(63%Sn、37%Pb)，熔點為 183℃，無鉛合金則是以錫為主體，再搭配其他金屬進行改質。工業界幾種無鉛PCB板如有機保銲劑(Organic Solder Preservative, OSP)、化鎳/浸金(Electroless Nickel-Immersion Gold, ENIG)、浸鍍銀(Immersion Silver, ImAg)、浸鍍錫(Immersion Tin, ImSn)、無鉛噴錫 (Hot-Air Solder Leveling, HASL)。這5種各有其性質與價格上的優缺點，而目前大部分的電子同業公會均建議以錫銀銅(Sn-Ag-Cu，Tin-Silver-Copper, SAC)為標準的無鉛銲料。以錫銀銅(SAC)而言，因合金比例不同而有不同特性的因素考量下，各國建議之合金比例有些許差異。但其範圍大致上為錫 95.5~96.5%、銀3~4%、銅0.5~0.7%，而熔點則約為217℃。而在中國規定的無鉛銲料則多加了鈰(Ce)於錫銀銅合金中。
　　無鉛合金的熔點增加了34℃，也是無鉛化後會導致問題之關鍵因素。其問題包括：整體能量的消耗、整體經費增加、PCB的可靠度問題、錫鬚可靠度的問題、零組件可靠度的問題等，若以能量消耗而言就增加了15~20%。無鉛PCB相對於傳統PCB所需解決的問題包括了：較高的分解溫度 (Decomposition Temperature, Td)、較高的玻璃轉換溫度(Glass Transition Temperature, Tg)及較低的Z軸的熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion in Z-direction, CTE)。其中，Tg是被最常用來當作傳統銲料的參考物質特性，它是指材料從較堅固或玻璃態的狀態下轉化成可變形或較柔軟狀態時的溫度，它一直是PCB熱可靠度的參考準則，而在無鉛銲料上，Tg則與Td、CTE同等重要。
　　以PCB板上的電鍍材料來看，無鉛製程後，在以製程穩定度考量下，是以鍍純錫(matte Sn)取代傳統的鍍錫鉛，但卻容易產生錫鬚(tin whisker)之問題，造成銲接短路，此為無鉛製程可靠度遭遇之最大問題。其形成可能機制為：在錫-銅(Sn-Cu)之介面，Cu擴散到Sn形成 Cu6Sn5，對錫層產生推擠壓力(compressive stress)，而向外產生錫鬚。為減緩錫鬚產生的可靠度風險，有幾種建議的方法，例如可使用晶粒(grain size)較大之純錫(matte Sn)以減少錫鬚成長速度，或是使用較厚之純錫板（最小8μm，10μm較佳）、使用第2元素例如鉍(Bi)於純錫板當做鉛之替代、使用鎳(Ni)在錫之底層(0.1~2μm)以防止銅擴散到錫層形成Cu6Sn5。
　　在危害物質上，「鉛」之危害已為人們所討論許久並已建立相關法規，因此「無鉛」風潮勢不可擋，無鉛組裝技術則為電子產品無鉛化之重要發展關鍵。雖然目前無鉛組裝仍然存在著一些急待解決的問題，例如因無鉛的SnAgCu銲料熔點比傳統的SnPb高了34℃，而引發後續零件、PCB與銲點接合等可靠度問題及能量消耗問題，這些都需要投入時間經費與人力來完成。我國是電子產業的發展重地，面對全球無鉛化趨勢的來臨，勢必要有因應之對策，相對於日本與歐美各大國及早因應且大規模投入無鉛製程研究，為了因應無鉛環保的趨勢，我國必須更積極的迎頭趕上，甚至於在開發技術上能夠脫穎而出，以使我國的電子產業能繼續在世界上佔有一席之地。
作者：林馨如　 工研院能環所
(本文摘自ITIS產業資訊服務網)
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2008-04-29 21:53:30 補充：
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