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延續前面文章的話題，焊錫破裂是因為【應力(stress) > 結合力(bonding-force)】，那只要增加結合力對抗應力就可以解決錫裂問題了吧！

那有沒有辦法可以增加PCBA的結合力呢？

 

當然有，就看你愿意花多少錢來解決？想增加PCBA的結合力，有幾個面向可以思考，比如很多RD最愛要求的「增加焊錫性」，或是花錢提高FR4板材抗彎曲的規格…等，但是每個面向都有其各自的優缺點，否則焊錫破裂及零件掉落問題就不會一直困擾著電子業了。

 

下面深圳宏力捷將分別說明這些增加PCBA結合力的方法的優缺點及注意事項：

一、PCB表面處理改用「銅」基地

不同的PCB表面處理與錫膏焊接后會形成不同的焊錫IMC成份，而不同的IMC成份則會產生不同的焊接強度，因為錫膏的主要成份為「錫」，而以目前業界量產的PCB表面處理來看，基本上可以分成「銅」基地與「鎳」基地兩種。

 

ENIG(化鎳浸金)為「鎳」基地的代表，其焊錫后會與「錫」結合形成Ni₃Sn₄的IMC介金屬共化物，而OSP、HASL、ImSn皆為「銅」基地，焊錫后會與「錫」結合形成Cu₆Sn₅的IMC。

 

基本上Cu₆Sn₅的結合力比Ni₃Sn₄來得強，也就是說，銅基地與錫膏所形成IMC的強度基本上比鎳基地來得強，所以深圳宏力捷才說將PCB的表面處理改用銅基地制程以增加焊錫強度，但是銅基地的IMC使用一段時間后會慢慢轉變成劣性IMC的Cu₃Sn，其焊錫強度會相對變脆變弱，只是其轉變時間可能是好幾年以后的事。另外，所有的IMC層皆會隨著時間的推移而逐漸變厚，高溫則會促進IMC長成的速率。

 

前面說過IMC變厚以后強度會變差，但這也是好幾年以后的事，只有特別要求長時間使用期限與軍規才需要特別在意IMC轉變與變厚的問題。

 

另外還有一種浸銀的板子（ImAg），當初無鉛制程一開始執行的時候有人用過，后來因為品質問題太多，還要特別留意避免「硫」與「硫化物」污染的問題，現在已經非常少人使用，所以不在此討論～

 

而ENIG表面處理的板子另外還有一個潛在性的風險，就是黑鎳或黑墊(black pad)的問題，它如果發生的話會嚴重影響焊錫品質，詳細請參考【ENIG表面處理PCB焊墊的兩大潛在問題(黑鎳與富磷層)及預防措施】一文。

 

所以，如果你們公司用的剛好是ENIG表面處理的板子，就看看是否可以考慮改用OSP(有機保護膜)或HASL(噴錫)或ImSn(化錫)表面處理的板子吧！只是不同表面處理(finished)的板子，其保存期限各不相同，有些表面處理的板子甚至還得嚴格要求板子過第一次及第二次回焊爐的時間，而且第一、二面過回焊爐的焊錫效果也可能不同，還有PCB開封后的多久一定要進回焊爐的使用條件也都不一樣，選用時需特別注意。詳細可以參考【整理幾種常見PCB表面處理的優缺點】一文。

 

其實，就深圳宏力捷的了解，并不是所有公司都可以轉過來使用「銅」基地的板子，必須依照各自產業特性加以考慮。以深圳宏力捷的公司為例，因為產品的生命周期長，單一產品的訂單不大，預估量(forecast)又非常的不準，經常下單后又取消或修改，而PCB的交期一般都要6~8天的時間，板廠開工了，訂單突然改變，所以幾乎每次PCB廠交進來的板子SMT都無法一次完全吃完，于是像EING這種可以擁有較長空板的保存期限，且重復烘烤去濕后還可以保持一定焊接能力的板子就成了我們公司的首選。

 

我們完全不敢使用OSP之類的板子，之前有一次為了加強BGA的焊接能力有RD特地使用了「選擇性OSP」的板子，只有在BGA的地方用OSP其他的地方則用ENIG，到頭來報廢了一大堆板子，之后都乖乖的又改回ENIG。