一W洲f和其他的f已得出Y，oU (Pb-free) 焊接在技g上是可能的，但首先必解Q施的}，包括o]l性有C化合物 (VOC-free) 的助焊┘夹g和是否必修改工斫蛹{所要求的更高焊接囟取

_柯 (Taguchi) O (DOE, design-of-experiment) 方法和y程序控制 (SPC, statistical process control) 是u估波峰焊接中oU工的有效方法。其目的是要特定用的最佳O置_定基本的控制怠

_柯方法 (Taguchi method) で新的品|方法c鹘y的O方法Y合起怼Ｑ芯砍鲆幌盗邢嚓P的技g碜畲笙薅鹊p少不想要的可性，p少生bp耗和提供更大的客M意。例如，_柯方法用於p少生b涤步E：

1. u造b品，以“最佳的”方式_到c目说淖钚”畴x。
2. M可能同拥厣b所有b品，_到b品之g的最小背x。

　　_柯使用一ｉT造的表格或“正交列”碛绊O^程，因此品|在其OA段就嵌入b品炔俊Ｕ交列是一允Sτ绊的因素M行立地Wu估的O。

　　 _柯囊集思V益的h_始，在@Y一Y合不同W科的小M建立清楚的蟾，O合理的，列出}、目恕⑺希望的出特性和y量方法。然後，_定所有的^程岛投x影Y果的有P因素：

1. 可控制因素： C1 = ^程作用很大的K可直接控制的因素； C2 = 如果 C1 因素改，需要停止^程的因素

@中， x窳巳 C1 因素：
B = 接|rg
C = A囟
D = 助焊盗

a囟仁且 C2 因素， 由於需要用碓黾 / p少囟鹊rg。

1. 噪音因素是影偏差的担但是不可能控制或控制成本效率低的。例如在生b / 期g，室囟取穸取⒒m等的化。由於H原因，]有把“噪音”成分列入的因素。相反，主要目耸窃u估品|影因素的所起的作用。必作其他的砹炕它^程噪音的反。

最後，要求x裥枰y量的出特性。

首x剩]有a虻囊_岛屯孔充M的合格性。

cO
　　 c其他方法比^ ( 通常使用每次一因素的研究，以_定可控制 ) ，@使用了一 L9 正交列。在只有九\行中，{查了三e的四因素，如表一所示。

表一、 ^程因素 e一 e二 e三 A 焊接囟 (°C) 250 260 275 B 接|rg (sec) 1.8 3.0 4.2 C A囟 PCB 面 (°C) 130 90 110 D 熔裰焊盗 (mg/dm 2 ) 355 474 639

出特性 。

m的O定可得到最可靠的Y料。例如，控制倒必象H一于於O端，以使}明@化 — ； 在@情r下，a蚺c通孔B透不良 ( D一 ) 。了量化a虻挠绊，]有a虻纳襄a引_怠 ( 每板有 200 引_，因此最高分是 200 。 )

　　ν孔B透的影，每充M焊a的孔如D二所示擞。每板最大 4662 c。

中的材料
oU合金 。最常用的波峰焊接oU合金是 Sn/Cu 和 Sn/Ag/Cu 。 Sn/Cu, 最廉r的oU合金之一，具有高熔c (227 ° C) ，除此之外比其他oU合金的C械性能差。 Sn/Ag/Cu 是在 Sn/Ag 基A上的改M。 Sn/Ag3.8/Cu0.7 焊a形成^高可靠性的焊接c，而且可焊性比 Sn/Ag 和 Sn/Cu 都好。R的加入 (0.25~0.50% Sb) ，通^Rcy和Rc~的金匍gY，提供更高的囟茸杩埂？墒牵有R的毒性的P注，管有毒的氧化R只是在 600 ° C 以上的囟炔女b生。 Sn/Ag3.8/Cu0.7/Sb0.25(SACS) ，熔c囟 217 ° C ，在中使用^ ( 表二 ) 。

表二，合金 特性 挝 SACS 化W成分 Mass-% Sn/Ag3.8/Cu0.8/Sb0.25 熔c °C 217 密度 Kgm -3 7300(solid/ 250°C ) 7000(liquid/ 250°C ) 囟扰蛎S ppm 21 黏度 Mpas( 250°C ) 2.0 表面力 Nm -1 0.46(N 2 ) 室叵屡匙度   High r格 per mass ±4 x Sn/Pb

板的表面情r 。板x窳擞C可焊性保o (OSP, organic solderability preservative) ，一N高性能的~板T樱它保o和S持通孔的可焊性。 ( ^早的研究表明， Sn/Ag/Cu c OSP 表面是相容的。 )OSP 是夂稿a均T (HASL, hot-air solder leveling) c其他金儆∷㈦路板 (PCB) 表面理的替代方法。由於更高的A嵩O定，@薄薄的有CT (0.2 ~ 0.5 µ m 厚度 ) 失去活性。由於 OSP c水溶性助焊┫嗳荩包含在助焊┲械乃岷腿┭杆偃芙 OSP T樱成助焊┑囊徊糠郑熔化的焊a接|到板r]l掉。

助焊 。@，x窳斯腆w含量少於 2% 的合成o]l性有C化合物 (VOC-free) 的助焊 396-RX( 表三 ) 。x褚环Nou化物的低留助焊，由於其在~表面的良好可焊性加上其防止a虻淖饔谩陌宓捻面y量的助焊╊A峁是 100 ~ 112 ° C ，示b配的Y而定。

表三、助焊┪锢硖匦 b品型 396-RX 20°C r的密度 1007 (±5.0%) 酸的盗 (mg KOH/g) 15.5 (±5.0%) 色 o色 固w含量 (<)2.0% w/w Wc o DIN8527 腐g 通^ u化物 0% pH(5%) 5

助焊用 。在可利用的助焊用技g之中，找到一N嘴F的助焊┨理器最m合路板施用m的助焊印Ｓo]l性的有C化合物助焊，M可能_到最精的w粒是_到良好的通孔B透和成功的水膜]l的PI。因此，水基助焊仔地配u表面特性，以得到一c金俸头墙俦砻娴牧车慕佑|面。

　　嘴助焊┨理器允Sκ┯玫闹焊┑木_控制 — ； 拇蠹s 300 ~ 750 mg/dm 2 ( 竦闹焊 ) 。最大 750 mg/dm 2 因再多的助焊╅_始陌迳系温湎怼

y板的O和材料 。y板的尺寸 160 x 100 x 1.6 mm 。材料 FR-4 ，通孔p面~。B接器特徵 10 、p排、 &0.2micro; Au/Ni 表面理。

Y果
　　 \行了十八K板 ( 九K九K重鸵淮 ) ，得到需要用碜髡交列分析的Y料，_到如下目耍

• u估品|影因素的影
• 得到oU (Pb-free) 工的最佳l件
• 逼近最佳l件下的控制祷

　　分析 (ANOVA, analysis of variance) ，一Ny理方法，u估正交列的Y果和_J每因素的影有多大。表四@示有P脑中@得的焊a虻馁Y料。

表四、a蛸Y料 控制因素 良好焊接的盗 Group 1 A B C D Run 1 Run 2 1 1 1 1 1 198 196 2 1 2 2 2 188 198 3 1 3 3 3 171 161 4 2 1 2 3 200 200 5 2 2 3 1 169 192 6 2 3 1 2 192 196 7 3 1 3 2 196 192 8 3 2 1 3 200 200 9 3 3 2 1 178 172

　　D三解了相於^程因素的a虻挠绊，即，盗吭蕉啵品|越高 (200 = oa ) 。它@示，就a碚f，接|rg和A囟仁怯绊出Y料最大，即，改其中一O定a盗烤哂凶⌒缘挠绊。

　　基於Y料，得到於a蜃罴训脑O定是 A2 、 B1 、 C1 和 D2 。m然 A2 c A3 之g的差e很小，x A2 是因^低的能量p耗的要求而x 260 ° C 的焊a囟取＜由希在@水平，元件和路板材料受的囟刃n粜　D四@示a碚f，每控制涤绊的百分比；表五列出有P通孔熔竦脑Y果。

　　D五，再一次，盗吭礁撸Y果越大 (4662 = 100% 的“良好焊接”板 ) 。

　　A囟 (130 ° C) 影^程最大，其他因素的影大s相等的r候。而且，重驼`差ν孔B透很小。 ( D六@示有P通孔B透的每控制涤绊的百分比。 ) 基於Y料，最好的通孔焊aB透所建立的最佳O定是 A3 、 B1 、 C2 和 D 合。D七@示中使用的y板的 SACS 焊接c的截面@微照片。

Y果
　　 焊a囟鹊挠绊相於其在a蛏系挠绊是不大的。ν孔B透，更高的囟雀好。可是，@Nx窨赡苁艿较拗疲因在的元件、助焊┗钚┖碗路板材料的p害。

表五、通孔B透Y料 控制因素 良好通孔B透的盗 Group 1 A B C D Run 1 Run 2 1 1 1 1 1 4426 4464 2 1 2 2 2 4526 4539 3 1 3 3 3 3776 3792 4 2 1 2 3 4652 4651 5 2 2 3 1 3464 3061 6 2 3 1 2 4530 4538 7 3 1 3 2 4316 4505 8 3 2 1 3 4516 4593 9 3 3 2 1 4586 4578

　　@，^短的接|rgb生^好的Y果，可能因助焊┗钚┫到y在更高的A岷湾at囟仍O定r得到兼。在@些^程l件下，@助焊╊型其Y果是典型的。其他的@示，如果助焊┗钚韵到y度足蛉淌茌^高的囟龋^L的接|rg可能是有益的。否t，推]接|rg 2.5 ~ 4 秒。

　　按照A崞囟龋 110 ° C 的O定@^程是“急促一c”。在^高O定 (130 ° C) ，^程窗口s窄了S多 (OSP T雍椭焊┛赡苁去活性 ) 。A崴基o]l性有C化合物 (VOC-free) 的助焊，要求特e的考]。一旦施用了助焊，就必改M助焊┡c板表面之g的化W接，可通^加嶂焊磉_到。因此，在第一^程^ (600mm) 的末尾，板面的囟大s 70 ~ 80 ° C 。@，x窳酥胁 Calrod t外 (IR) l生器卧。卧提供m的 IR 能量和波L，踊钚裕而不在_始r使水分牟牧现衅化出去。制式α骷崾褂迷诘诙和第三^，在M入焊a波峰之前，消除^多的水分。

　　一Bm的、均虻φ板的助焊F是必的。用M可能最低的硎┯帽M可能最的w粒，⒔o予最好的Y果。^高的O定可能引起w粒的反作用，因而不改善板表面的。 D2 O定是本的“ Paper leader ”。

　　Ρ驹整w“最好的”O定如下列出： A3 、 B1 、 C2 和 D2 ：

• A — 焊a囟 = 275°C ；了防止囟p模在 265~ 270°C 之g。
• B — 接|rg = 1.8 秒。
• C — Arg ( 面 ) = 110°C 。
• D — 竦闹焊┝ = 474 mg/dm 2
• 

Y
　　 在生b中，了成功地施oU (Pb-free) 波峰焊接，整^程必再考察，即，@不是一⑿碌幕W品和材料投入到^程的问虑椤Ｍㄟ^M行_柯分析 (Taguchi analysis) cmO的，@考察可以更容易，^程_l也加速。它使工工程 (process engineer) 只\行少量的，，就可H的理解在他自己的ｉT用中要求什麽。m然新的oU波峰焊接工的^程窗^小，因^高的囟群推渌材料，但是 SPC 可能是一有r值的工具，椭工程S持正_的狄格，和在@新_l的工^程_到最小的化。

　　用於本的y板是在一b溆F器助焊┨理器、三^A崞骱偷庠O涞什ǚ搴附C器上\行，以 2m/min 魉速度可得到oU工的可重托缘慕Y果，而]有}。@f明通常不需要特e的或ｉT的O ( 或配件 ) 磙D到oU工。使用的F助焊┨理器可魉妥虻闹焊┑酵孔龋鼓钍褂眠@N，因l泡助焊┨理器通常不能Υ蠖邓基o]l性有C化合物 (VOC-free) 助焊┱常工作 ( 要求特e的、新的配u助焊 ) 。