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過(guò)去為了因應(yīng)歐盟的“有害物質(zhì)限用指令（Restriction of Hazardous Substances Directive 2002/95/EC, RoHS）要求，PCBA(電路板組裝)制程的焊錫從錫鉛(SnPb)轉(zhuǎn)變?yōu)殄a銀銅(SAC)合金，卻相對(duì)的提高了焊錫的熔接溫度。為了因應(yīng)節(jié)能減碳大趨勢(shì)，現(xiàn)在似乎有越來(lái)越多企業(yè)正在嘗試將SAC高溫制程往低溫制程(Low Temperature Soldering, LTS)方向發(fā)展的趨勢(shì)。

其實(shí)當(dāng)初焊錫制程轉(zhuǎn)入SAC合金后，SMT生產(chǎn)線的回焊峰值溫度(peak temperature)也從原本的220?C上升到了250?C左右，而焊錫溫度的升高也意味著零件材料及生產(chǎn)成本的提高，比如說(shuō)需要使用到更耐高溫的材料，最大的改變是工程塑膠材料變更，另外，高溫也惡化了生產(chǎn)的品質(zhì)，比如說(shuō)材料在高溫下更容易變形造成焊接不良。

而目前最為大家所熟知的低溫焊錫則是以錫(Sn)為基礎(chǔ)添加鉍(Bi)的錫鉍(SnBi)與錫鉍銀(SnBiAg)合金。所以，今天就來(lái)大致探討一下LTS的優(yōu)缺點(diǎn)、可行性與未來(lái)可能趨勢(shì)。

LTS制程的優(yōu)點(diǎn)：

節(jié)能減碳、降低能耗。因?yàn)閽?cǎi)用較低熔點(diǎn)的焊錫合金，形成焊接所需要的溫度及時(shí)間就會(huì)跟著降低與減少，能耗相對(duì)地也就降低，達(dá)到節(jié)能減碳的目的。

降低高溫材料需求、降低材料成本。在室溫以上使用耐溫較低的材料，通常意味著較低的材料成本，至少材料的加工成本就比較低。

降低制程門(mén)檻、提高生產(chǎn)良率。將焊錫合金從SAC改為SnBi，其回焊爐內(nèi)的最高溫會(huì)從250?C降低到175?C左右，相對(duì)地電路板在高溫下的變形率也會(huì)跟著降低約50%。板子變形與翹曲是BGA及LGA等大顆無(wú)引腳零件形成HIP/HoP虛焊的一大主因，也是造成MLCC破裂的重要兇手之一。

LTS制程的缺點(diǎn)：

焊點(diǎn)的長(zhǎng)期信賴(lài)性不佳。

低溫焊錫的最大缺點(diǎn)就是其焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度不佳，也就是說(shuō)焊點(diǎn)比較脆且容易因應(yīng)力作用而產(chǎn)生錫裂現(xiàn)象。與SnPb及SAC合金焊錫比較起來(lái)，SnBi合金的焊錫強(qiáng)度就顯得非常不耐冷熱衝擊(thermal shock)與摔落撞擊(impact drop)。

回焊制程中容易產(chǎn)生Hot-tearing(熱裂縫、熱撕裂)缺點(diǎn)。

Hot-tearing缺點(diǎn)容易出現(xiàn)在SAC錫球與SnBi錫膏的混合焊接制程的PCB焊墊表面，其實(shí)Hot-tearing也容易出現(xiàn)在無(wú)鉛與錫鉛的混合(hybrid)制程中，尤其好發(fā)在BGA這類(lèi)已經(jīng)有預(yù)焊錫的零件焊點(diǎn)。這是因?yàn)樵诤附拥倪^(guò)程中，SAC錫球的熔點(diǎn)較高，不易熔化，就算熔化后在冷卻的過(guò)程中也會(huì)較早固化，而SnBi錫膏則一定會(huì)在回焊的過(guò)程中熔化，冷卻時(shí)也會(huì)比SAC更慢固化。想像一下在回焊爐的冷卻過(guò)程中，BGA錫球已經(jīng)固化或根本就未熔化，只剩下一小部分呈現(xiàn)漿態(tài)的SnBi焊錫，這時(shí)PCB及BGA載板也從高溫的變形中漸漸回復(fù)，一旦高溫時(shí)BGA載板與PCB的間隙較小(變形)而回溫后間隙變大(變形回復(fù))，就會(huì)拉扯那些還未來(lái)得及完全固化的漿態(tài)SnBi焊錫，于是形成像是撕扯過(guò)的Hot-tearing裂縫。