一、QFP二受熱銲點(diǎn)劣化

（一）、電路板正面某些QFP引腳在無(wú)鉛錫膏已先行回焊牢固后，當其再次進(jìn)入底面進(jìn)行無(wú)鉛波焊之二次高熱中，偶而會(huì )發(fā)現有幾隻腳會(huì )出現熔脫浮離之不良現象(事實(shí)上電路板反面二次回焊者將會(huì )更慘)。

圖1、電路板已被錫膏焊妥的元件引腳，再度經(jīng)過(guò)波焊時(shí)將可能會(huì )被解焊而彈開(kāi)。

（二）、尤其以靠近高熱填錫PTH的QFP引腳，最容易發(fā)生熱裂浮離，原因是波焊的錫量與熱量會(huì )由下而上竄出來(lái)(孔徑愈大愈糟糕)，造成附近SMT引腳受熱軟化，外加引腳應力使勁彈脫之所致(此時(shí)可達201℃)。

圖2、此為另一種更好的材質(zhì)所制作的載具托盤(pán)的頂面圓。

（三）、此種QFP引腳再度浮裂的主要機理，是腳面原本電鍍層若為錫鉛合金或錫鉍合金之皮膜者，雖已被SAC305錫膏所焊妥，但因其銲點(diǎn)中可能局部會(huì )形成Sn36Pb2Ag之三相低熔點(diǎn)合金(mp177℃)，甚至mP98℃的Sn52Bi30Pb的三相合金。于是再度受熱時(shí)，即可能因引腳原有應力另加局部熔融而開(kāi)裂。

（四）、預防的方法是採用綠漆塞孔，或在波焊中局部底面加裝隔熱專(zhuān)用的托盤(pán)(Pa11etS)，以及頂面加設阻熱蓋板等，以減少SMT銲點(diǎn)的再次受熱，以及板材遭到熱脹的爆板與孔銅的進(jìn)斷。

（五）、根本解決之道是完全排除任何鉛的來(lái)源，避免使用含鉍的引腳皮膜或銲料，徹底杜絕局部低熔點(diǎn)的發(fā)生才是正途。

二、不可多次波焊以免失環(huán)

採SAC合金進(jìn)行波焊者，其錫溫常高達260一265℃經(jīng)4—5秒之強熱錫波接觸后，待焊面PTH孔緣已遭嚴重蝕銅，故最好的解決辦法是只實(shí)施單次波焊。一旦還需要二次過(guò)波補焊時(shí)，不但孔緣銅層更被蝕薄，甚至一旦見(jiàn)底斷開(kāi)時(shí)，則底板面上的銅環(huán)即可能遭到錫波的衝刷帶走而造成失環(huán)。故儘可能不要進(jìn)行二次波焊以減少報廢。

圖3、左圖兩箭頭所指示處，即為板面經(jīng)過(guò)兩次SAC波焊后，由于孔角銅層被咬斷而失環(huán)的情形。

右二圖即為失環(huán)通孔之切片，不但板面孔環(huán)被SAC沖走，至連孔銅壁也被扯掉半截。

經(jīng)過(guò)兩次無(wú)鉛波焊者，其填錫孔幾乎都會(huì )在多層板壓合之膠片處(B—Stae)，發(fā)生樹(shù)脂縮陷的問(wèn)題，規范上雖未拒收，但卻成為板材過(guò)熱的証據了。且局部小范圍的板材微裂，一旦鍍銅層物性不良，甚至將造成斷孔的危機。

圖4、此為綠漆塞孔的雙面板，經(jīng)過(guò)SAC波焊后銅壁中央發(fā)生斷裂，

由二圖放大500X的細部可看出是板材漲裂與銅層延伸率不良所致（須20%以上）。

三、底板面亦可進(jìn)行QFP的波焊

當電路板需要SMT元件雙面貼焊，而電路板底面亦另有QFP主動(dòng)元件，同時(shí)還需通孔插腳之波焊者，電路板廠(chǎng)一般做法是正板面先行錫膏回焊，然后將板子翻面架空再對底面印刷錫膏，把所有SMT大小元件再次進(jìn)行架空回焊。最后才對插腳元件在托盤(pán)保護下進(jìn)行底面局部波焊。如此一來(lái)總共要經(jīng)過(guò)三次無(wú)鉛的強熱折磨，電路板材及各種元件均將遭到嚴重的傷害。

圖5、FR―4板材經(jīng)多次無(wú)鉛強熱的煎熬后，

其中環(huán)氧樹(shù)脂部份將發(fā)生樹(shù)脂縮陷，甚至孔銅被外拉以致開(kāi)裂現象。

此時(shí)若將底面上的QFP或SOIC等主動(dòng)元件，也如同小型被動(dòng)元件一般採行點(diǎn)膠定位，之后全底面利用突波(擾流波)與平流波進(jìn)行雙波焊，即可與插腳元件同時(shí)全部焊牢。如此一來(lái)不但可避免一次回焊的強熱考驗，而且點(diǎn)膠波焊一舉兩得的工法，比起錫膏回焊在成本上又還便宜很多。

大型QFP或SOIC波焊的煩惱是密距引腳之間，經(jīng)常因通過(guò)錫波的拉扯牽連而短路。且無(wú)鉛焊料表面張力增大下(即內聚力變大)，災情尤其慘重。此時(shí)，可在引腳焊墊之四角或兩端，于設計佈局(Layout)之初即加設“錫賊”(Solder Thief)，即可在過(guò)波之瞬間，將原本密墊間拖累的錫量，全部讓尾部錫賊予以吸收，各種短路即可消失。但要注意的是此時(shí)IC朝下的封裝體將會(huì )全身穿過(guò)錫波，亦如SMT回焊般必須直接身陷熱源，因而也要注意到J—STD一020C濕敏水準(MSL)的要訣，以防封裝體的進(jìn)裂。

圖6、左圖為8隻腳SOIC點(diǎn)膠波焊在四角所加的錫賊，

中為44腳QFP點(diǎn)膠波焊所加設的錫賊及吃錫情形。右為IC封體通過(guò)錫波被燙裂的外觀(guān)。

四、頂面孔環(huán)應加以縮小

PCB現行的各種設計規范或工具(Layout軟體)，多半是延續歷年來(lái)有鉛焊接的成規。事實(shí)上無(wú)鉛銲料由于內聚力增大以致沾錫能力(指上錫或散錫)較差，正常揚波泵浦之轉速下，欲推送錫波~，I／L頂甚至溢出而沾滿(mǎn)正面孔環(huán)者，其機會(huì )已經(jīng)不多OJ—STD一001D在其表6—5中對Class2、3的板類(lèi)，也只要求進(jìn)孔錫量到達7 5％即已及格。因而頂面孔環(huán)無(wú)需保持與底面相同大小，否則OSP皮膜之頂環(huán)者徒然留下外圍無(wú)錫的露銅，該已受損之O S P皮膜，很難保證銅面于后續使用中不致生銹與遷移。此時(shí)可將頂面孔環(huán)予以縮小(其他方墊類(lèi)面積也應縮小，或採“綠漆上環(huán)”（Solder Maskon Pad)亦即“綠漆設限”(Solder Mask Defined；SMD)的做法，一減少環(huán)邊露銅的后患。

圖7、左圖之左半為有鉛焊接上下孔環(huán)同樣大小的傳統設計，右半為無(wú)鉛波焊上環(huán)變小之新設計理念。

右二圖分別為有鉛上環(huán)全露及無(wú)鉛上環(huán)外緣應被綠漆所覆蓋的示意圖，

五、多孔區填錫會(huì )造成爆板

老式設計在BGA腹底板中經(jīng)常密設眾多通孔，做為多層佈線(xiàn)的層間互連功用。當此等密孔區通過(guò)錫波填錫的瞬間，所涌入的大量熱能必將考驗多層板在Z方向忍耐的極限，而經(jīng)常造成板體Z方向的進(jìn)裂甚至斷孔。另外還有一種密孔區的填錫是為了連接器的引腳插焊，此時(shí)涌錫所挾帶的熱量雖仍很大，但部份卻被引腳所吸收，因而其板材Z方向的進(jìn)裂反倒比空孔還低一些。此等危機只要孔銅厚度還夠(0.7 mil以上)，鍍銅層的延伸率(Elongation)尚能維持在2 0％以上者，在縱橫比還不算太高者尚不致發(fā)生斷孔的悲劇。

圖8、此二圖均為多孔區通過(guò)無(wú)鉛波焊進(jìn)孔的吃錫情形，但進(jìn)孔的同時(shí)也會(huì )對板材急速輸入大量的熱能，經(jīng)常會(huì )造成多層板的迸裂。