应对无铅制程之覆铜板介绍.pptVIP

目錄 IPC-4101B 新增四項品質內容之說明 ITEQ材料介紹 應對無鉛制程之高耐熱性材料 應對無鉛制程之無鹵素材料 結束語 名詞解釋 有鑑於此，美國電子電路互連及封裝協會（IPC）成立基板材料之委員會，針對無鉛製程的要求訂定新規範。然而，無鉛時代面臨產業上、下游供應鏈的重新洗牌，委員會各成員基於其所代表公司利益的考量，不得不作若干妥協。最後協調出的版本，似乎儘能達到最低標準。因此，即使通過 IPC規範，並不代表實務面不會發生問題，使用者仍需根據自身的需求仔細研判。 為加深對IPC-4101B和無鉛制程的了解，先對幾個常用名詞作進一步解釋如下： 1、Tg（板材玻璃轉化溫度）：是板材樹脂中的重要性質，指由樹脂常溫堅硬的玻璃態，在升溫中轉換成柔軟橡皮態的關鍵溫度。 可分一般Tg（110℃-150℃），中等Tg（150℃-170℃），High Tg（＞170℃）以上三大類。 2、耐熱裂時間（T260、T288、T300）　 乃是以TMA法將板材逐步加熱到260℃、288℃，或300℃之定點溫度，然後觀察板材在此強熱環境中，能夠抵抗Z軸膨脹多久而不致裂開，此種忍耐時間即定義為「耐裂時間」。目前新版IPC暫定一般Tg：T260為30分鐘、T288為5分鐘﹔Mid-Tg：T260為30分鐘、T288為5分鐘﹔High-Tg：T260為30分鐘、T288為15分鐘、T300為2分鐘。 ▲以TMA法將基材加熱至特定溫度，能抵抗Z軸熱脹不致裂開的時間，亦為基材能否通過無鉛焊接的重要指標。 3、Td（裂解溫度）：乃以「熱重分析法」（Thermal Gravity Analysis）將樹脂加熱中失重 5％（Weight Loss）之溫度點定義為Td。Td可判斷板材之耐熱性，作為是否可能產生爆板的間接指標。IPC新規範建議因應無鉛焊接，一般Tg之Td ＞310℃，Mid Tg之Td＞325℃，High Tg之Td＞340℃。 ▲在組裝之波焊過程，無鉛焊料因過於僵硬，容易產生局部龜裂或將銅環從板面拉起造成局部扯裂的狀態。 4、Z軸CTE，α1、α2　CTE為熱膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion）的簡稱。PCB在X.Y.方向受到有玻纖布的鉗制，以致CTE不大，約在12～15ppm/℃ 左右。但板厚Z方向在無拘束下將擴大為55～60ppm/℃。Z軸CTE採「熱機分析法」（Thermal Mechanical Analysis簡稱TMA）量測板材Tg以內的熱膨脹係數（α1-CTE），及Tg以上的熱膨脹係數（α2-CTE）。目前α1-CTE之上限為60ppm/℃，而α2-CTE之上限為300ppm/℃。其中α2-CTE更受重視。 　因為PCB通孔及焊墊中銅的CTE約為16-18ppm/℃，與α2-CTE的差距過大容易引起通孔中孔環的斷裂（Crack）、銅環自板材拉起、局部扯裂或爆板分層（De-lamination）的情況。另外，50℃～260℃之Z軸整體CTE亦很重要。以IPC 4101新規範，一般Tg之Z軸CTE上限為 4％、Mid Tg為3.5％、High Tg則為3％。 各種應用的測試結果 Thermal Shock Test Interconnect Stress Testing (IST) IST是對完工板進行熱應力試驗的快速方法，可以取代早先非常耗時的溫度循環試驗TCT 對試樣（Coupon）內部可產生均勻的應變（Strain或脹縮變形） 試樣內有兩組線路，一組通過高電流加熱，另一組監視樣板Z方向快速脹縮對通孔銅壁造成傷害的訊號線。 試樣先模擬回焊3次再上機從室溫到高溫150℃繼續加熱冷卻試驗直到fail為止。 經過數百次的快速脹縮後，可由訊號線電阻值的上升（超過10％即認為失效）而得知孔銅被拉斷或壁與環的分離（ICD），可再進一步切片以找出其失效機制。 IST 溫度循環試驗（銅孔壁電阻值增加10%即失效） IST Results for IT-158 IST Results for IT-180A and Std.FR-4 Anti-CAF 聯茂產品無鉛應用簡介 IT-588IT-158 材料的應用 筆記本電腦 (10層) Benchmark of Normal Tg Materials Benchmark of Mid Tg Materials 無鹵素板材的耐熱性，是在樹脂中添加磷（2% by wt 以下）及氮，並另混入Al(OH)3(20% by wt)填充料，故物 性很脆。PCB干濕制程亦須改變參數才行。 無鹵素板材的優缺點各有