霧錫(Matte tin)與亮錫 (Bright tin)的差別在哪裡?

自從歐盟要求禁用含鉛的電子產品後,電子製造業為了因應符合RoHS的新規範,也為了取代原本電子零件腳的錫鉛表面處理,於是有了各種各樣的表面處理方法出現,其中「鍍全錫」被很多的零件廠商所接受且使用,但鍍全錫又分為鍍「霧錫(Matte tin)」及鍍「亮錫(Bright tin)」兩種,在焊錫的工藝上也衍生出了全新的問題,比如說焊錫不良、爬錫不良(De-wetting)、錫鬚產生、…等,這些都會影響到產品的可靠度,甚至可能造成產品退貨的問題。

所謂的亮錫及霧錫,其實說白了就是光線照射在物體上反射及折射的表現,基本上表面越光滑的物體,其反射光線就越全面,所以就會越亮,反之則變暗。但一樣都是錫,為何會有亮錫及霧錫的差別?答案就在添加劑上面,因為錫的表面粗糙度基本上差異不會太大,而添加劑的殘留則可以撫平或填平凹凸的表面,讓光線可以更全面的反射。

霧錫(Matte tin)亮錫 (Bright tin)

下面這些資料是工作熊從網路上爬文整理得來的,不一定是最正確的答案,但至少可以參考,歡迎專業人士提出更好的見解。

Subject Matte tin plating (霧錫) Bright tin plating (亮錫)
焊錫性 較佳 較差且容易有錫鬚產生(因為有機的雜質會產生壓縮性應力而生成錫鬚)
信賴度 較佳
(比較穩定不易生錫鬚)
較差
(保存長時間後容易長出錫鬚造成短路,如果電子零件使用此種焊錫,在電路板組裝廠再經過迴焊爐時有可能造成二度融錫)
電鍍差異 電鍍結晶顆粒較粗 會添加亮光劑,讓表面鍍層結晶顆粒變細、有光澤,但亮光劑中含有機物質,會阻礙焊錫。
鍍錫應力殘留 伸張應力(tensile stress) 壓縮內應力(compressive inner stress)
電鍍成本 較貴 較便宜
有機沈澱物含量 約 0.015% 約 0.15%
外觀差異 表面暗沉、無光澤。 表面光亮、美觀。迴流焊以後容易變黃。
耐溫性 焊接後可耐較高溫 耐溫較差。以零件來說,有機會產生二次融錫的問題。
一般使用於 焊接用的端子或是SMT的零件腳 有外觀需求的地方、冷壓連接的端子

延伸閱讀:
QFN封裝的焊接品質
如何由X-Ray來判斷BGA有否空焊
如何挑選錫膏 (Solder paste selection)

 
 
訪客留言內容(Comments)

感謝前輩分享訊息,先前一直誤解廠商,以為霧面鍍錫比不上亮面鍍錫漂亮,導致我司產品看起來很醜,想請問一下,霧錫電鍍後經過滾壓的壓延製程後,產生霧面光澤度上的差異,可能是電鍍問題造成?還是壓延問題造成?
我再台灣生產FFC的。
感謝前輩解惑。

Jay;
我個人對於FFC的製程並無深入研究,並不是很清楚為何電鍍後還要經過滾壓的壓延製程,不過這色澤會有差異,一個是因為表面不平整,造成陰影影響視覺,另一個是材料有不同的雜質混和不均致造成色彩的差異。

熊Sir,

the matte tin plated on component terminal is pure tin or
stannic oxide?

Jay;
務錫或亮錫基本上都是純錫,但這要看你如何定義純錫,亮錫有加光澤劑,比較不利焊錫。

熊Sir,
手上有一待生產鍍錫零件,其引用鍍錫規範是EMS 92415,能指點一下該規範如何獲得?或其相當規範為何?一般端子是依何規範鍍錫?

英俊;
Sorry!沒看過EMS 92415規範。
一般鍍錫規範應該是[ASTM B 545]。
另外,一般較大的聯接器及端子廠會有自己的規格。
一般底面還要先鍍鎳。

TKS!

熊sir,
我想請問你關於鋁材與鍍錫busbar的接觸阻抗問題
目前實驗室中發現鍍錫busbar與鋁端子接觸阻抗極為不穩定
時高時低 即便鋁端子在初期以砂紙打磨也是有此問題
而沒有任何鍍層的紅銅busbar則是有穩定且較低的接觸阻抗
但是考量到法規要求的電化學腐蝕電位 紅銅與鋁接觸是不允許的
現在不知道該如何解決此問題 前輩有此相關經驗可供分享嗎?
謝謝!!

acepart,
建議你直接找錫膏的廠商或電焊供應商諮詢鋁錫合金的接觸阻抗事宜。
個人經驗裡焊錫似乎非常難焊接得住鋁。

熊sir
請問我對於霧錫產品在測試基本電性時遇到阻抗容易過高,發現多為霧錫沾染在測試針上造成阻抗過高,我們公司研發也不建議將製程改為亮錫,請問這部份有聽過如何解決嗎?

Jason,
我想你的問題應該是助焊劑殘留,而不是亮錫或霧錫的關係。助焊劑問題可以找錫膏廠商洽詢,或是更改錫膏來解決,不過助焊多寡會直接影響到爬錫的效果,與焊錫能力,請謹慎評估。

Dear 熊’R
亮錫與霧錫在過錫爐製程中 , 當溫度相同時會產生不同的結果嗎?? 兩者之間對溫度的需求條件是否相同?? 還是會有不同的溫度需求才能得到較好的沾錫結果??

Jeff,
基本上差異不大,而且溫度差也都在公差範圍內。

熊sir 請問一下,客戶要求原文為electroplated matte tin per ASTM B545,class B and preservative coating.請問一下preservative coating是甚麼意思?前面我知道是依照規範鍍霧錫,可是最後兩個字查出來是防腐鍍層,亦指示還有另外一層防腐鍍層的意思嗎?還是在指前面的霧錫是防腐鍍層。

商凱,
我的了解是需要在上一層防腐塗層,因為純錫會長錫鬚,但是我不是專家,建議再問看看其他人的意見。

亮锡在过炉(炉温230度 1min)后,再去做粘锡,为什么会粘锡不良,且也看不到产品表面有锡溶或锡流掉的现象

Hi,熊sir,我想请教一下,亮锡在过炉(炉温230度,1min)后,表面看不到溶锡或锡流掉的现象,但做粘锡会出现粘锡不良,这是什么呀?

sally,
建議你先看一下這篇文章的觀點【為什麼SMT二次回焊時第一面零件不會掉落?再回焊熔錫溫度會升高?
所以,你的亮錫會含有哪些合金在裡頭?這些都會影響到融錫的溫度。
再說了SMT的第二面過回焊爐的溫度很多都高達250°C,會不會有重融的問題?自己想一想~

你好

請教一下熊大知道 霧面電鍍錫跟亮面電鍍席的結晶顆粒霧面電鍍錫是多大?輛面電鍍錫又是多大嗎? 電鍍差異 霧面電鍍結晶顆粒較粗。 輛面電鍍會添加亮光劑,讓表面鍍層結晶顆粒變細、有光澤,但亮光劑中含有機物質,會阻礙焊錫

Robert,
這還真難倒我了!
為何需要知道結晶顆粒多大?所以,這個我沒有答案。
亮面與霧面其實就是光線的反射與折射,越光滑的表面就會呈現亮面,焊錫的原本顆粒就是粗糙的,所以是霧面。
想要有亮面,就要在焊錫的表面抹一層東西將表面抹平,也就是填平,比如有一層助焊劑殘留,這樣就會有亮面出現。

熊大
請教PCB經回焊後,焊點表面霧面及亮面,可否與此篇文章的表格相套用?

YB,
有在臉書上幫你問了一下,不過目前似乎沒有明確的答案。
臉書問答連結:https://www.facebook.com/groups/researchmfg/permalink/2571705976301176
個人以為回焊加了氮氣後會減少氧化物,也可能使得助焊劑殘留變少,焊錫表面少了助焊劑填補表面的凹凸不平,於是容易出現霧面,不過我不能保證這就是答案,因為我沒有翻到可滋證明的文件。

您好~
請教,錫電鍍後,存放了半年左右,發現錫鍍層的表面有黑斑生成。經送EDS元素分析,都有檢出Cl(氯)的成份。錫的氧化物會含有氯嗎?還是表面受到污染的可能性?但電鍍加工完成當下檢查都沒有此問題。
不知對此情形,有何見解?

Paul,
我不清楚你的情況,但建議清查鍍錫過程中是否有氯的汙染或是沒有清洗乾淨,再檢查儲存環境是否有汙染,空氣中其實也含氯,但是不多,除非環境中有氯的汙染。


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